PERANCANGAN MESIN EMPING JAGUNG DENGAN SISTEM ROLL PENGATUR

PERANCANGAN MESIN EMPING JAGUNG DENGAN SISTEM ROLL PENGATUR

Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

NIKODIMOS DWI SETYONO I 1306506

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA SURAT PERNYATAAN 2009 Saya mahasiswa Jurusan Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta yang bertanda tangan di bawah ini.

Nama NIM Judul TA

: NIKODIMOS DWI SETYONO : I 1306506 : PERANCANGAN MESIN EMPING JAGUNG DENGAN SISTEM ROLL PENGATUR

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir atau skripsi yang saya susun tidak mencontoh atau tidak melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti Tugas Akhir yang saya susun tersebut merupakan hasil plagiat dari karya orang lain maka Tugas Akhir yang saya susun tersebut dinyatakan batal dan gelar sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau dicabut. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila dikemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup menanggung segala konsekwensinya. Surakarta, 30 Januari 2009

( Nikodimos D.S. )

LEMBAR PENGESAHAN Judul Skripsi:

PERANCANGAN MESIN EMPING JAGUNG DENGAN SISTEM ROLL PENGATUR

Ditulis oleh: Nikodimos Dwi Setyono I 1306506 Mengetahui,

Dosen Pembimbing I

Bambang Suhardi, ST, MT

Dosen Pembimbing II

Taufiq Rochman STP, MT

Ketua Program S-1 Non Reguler Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik UNS

Taufiq Rochman, STP, MT NIP. 132 206 592 Pembantu Dekan I Fakultas Teknik

Ketua Jurusan Teknik Industri

Ir. Noegroho Djarwanti, MT

Ir. Lobes Herdiman, MT NIP. 132 163 511

LEMBAR VALIDASI Judul Skripsi:

PERANCANGAN MESIN EMPING JAGUNG DENGAN SISTEM ROLL PENGATUR

Ditulis oleh: Nikodimos Dwi Setyono I 1306506 Telah disidangkan pada hari Selasa tanggal 20 Januari 2009

Di Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, dengan Dosen Penguji

1. Ir. Munifah, MSIE, MT NIP. 131 653 974

_____________________

2. Retno Wulan D, ST, MT NIP. 132 309 255

_____________________

Dosen Pembimbing

1. Bambang Suhardi, _____________________ NIP. 132 282 170

ST,

2. Taufiq Rochman, STP, MT NIP. 132 206 592

MT

_____________________

KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa,

karena

dengan

rahmat

dan

bimbinganNya

penulis

dapat

menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dan menyusun laporan dengan judul PERANCANGAN MESIN EMPING JAGUNG DENGAN SISTEM ROLL PENGATUR. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang turut membantu dalam penyusunan laporan ini, yaitu:

1. Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan rahmat, bimbingan serta kemampuan dan kesehatan sehingga terselesaikan laporan tugas akhir ini. 2. Bapak Ibu dan keluargaku terkasih, terima kasih atas semua dorongan, nasehat, dan doa yang telah diberikan kepada penulis. 3. Bp. Ir. Lobes Herdiman, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Industri yang senantiasa berupaya memajukan jurusan TI. 4. Bp. Bambang Suhardi, ST, MT, dan selaku dosen pembimbing I yang selalu

sabar

meluangkan

waktu,

tenaga

dan

pikiran

untuk

membimbing penulis menyelesaikan laporan ini serta mengoreksi segala kesalahan. 5. Bp Taufiq Rochman STP, MT selaku dosen pembimbing skripsi II yang selalu memberikan saran, nasehat, semangat dan perbaikan selama penyusunan tugas akhir ini. 6. Ibu Ir. Munifah, MSIE, MT dan Ibu Retno Wulan D, ST, MT selaku dosen penguji I dan dosen penguji II. Terima kasih atas masukanmasukannya sehingga laporan tugas akhir ini menjadi lebih sempurna. 7. Bapak Pringgo Widyo Laksono, ST selaku dosen pembimbing akademik atas bimbingan serta saran selama ini. 8. Bapak Nur Imam selaku pemilik usaha kecil pengerajin emping jagung yang telah mengizinkan penulis untuk melaksanakan penelitian tugas akhir. 9. Mas Kristian Indra, selaku pemberi ide dan membantu dalam merancang mesin emping jagung. 10. Team “Kepopong” selaku team penghilang stress dan team sukses. Terima kasih atas tenaga, waktu dan pikiran yang telah diberikan. 11. Teman-teman TI transfer 2006 dan 2007, terimakasih atas kekompakan dan kebersamaannya di Teknik Industri UNS. 12. Staf

TU TI UNS yang membantu dalam hal administrasi dan

perlengkapan.

13. Semua pihak-pihak yang membantu dalam pengerjaan laporan ini yang tidak mungkin disebutkan satu persatu. Kiranya Tuhan Yang Maha Esa membalas budi baik yang telah beliau lakukan. Penulis menyadari bahwa kemampuan penulis dalam pembuatan dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini terbatas dan masih banyak kekurangan, sehingga penulis menerima saran dan kritik yang sifatnya membangun. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini bisa bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, 30 Januari 2009 Penulis

DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL

i

LEMBAR PENGESAHAN

ii

LEMBAR VALIDASI

iii

SURAT PERNYATAAN

iv

KATA PENGANTAR

v

ABSTRAK

vii

ABSTRACT

viii

ix

DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR xii

xv

DAFTAR TABEL BAB I PENDAHULUAN I-1 1.1

Latar Belakang

I-1

1.2

Permusan Masalah

I-2

1.3

Tujuan Penelitian

I-2

1.4

Manfaat Penelitian

I-3

1.5

Batasan Masalah

I-3

1.6

Asumsi

I-3

1.7

Sistematika Penulisan I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1

Gambaran Umum Perusahaan 2.1.1

2.2

Proses produksi

Definisi Ergonomi 2.2.1

Antropometri dan aplikasinya

2.2.2

Aplikasi distribusi normal

II-1 II-1 II-1 II-3 II-4

II-7 2.2.3

Pengujian data antropometri

II-10

2.3

Rangka

II-12

2.4

Pengelasan

II-17

2.5

Motor Gear

II-21

2.6

Poros II-23

2.7

Pasak II-24

2.8

Bantalan atau Bearings

II-27

2.9

Sabuk V – Puli

2.10 Ban berjalan 2.10.1

II-28 II-31

Kalsifikasi ban berjalan

II-32 2.10.2

Belt Conveor

II-32

BAB III METODOLOGI PENELITIAN III-1 3.1

Indentifikasi Permasalahan

III-2 3.1.1

Latar belakang

III-3

3.1.2

Perumusan Maslah

3.1.3

Tujuan dan manfaaat penelitian

3.1.4

Studi lapangan

III-3

3.1.5

Studi literatur

III-3

III-2 III-3

3.2

Pengumpulan dan pengolahan Data

III-3 3.2.1

Pengumpulan data

III-3 3.2.2 3.3

Pengolahan Data

Perancanan Alat 3.3.1

III-4 III-6

Membuat rancangan mesin roll pemipih emping jagung

III-6

3.4

Perhitungan Biaya

III-7

3.5

Analisis dan Interprestasi Hasil

III-7

3.6

Kesimpulan dan Saran

III-7

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Pengumpulan Data 4.1.1

Data penelitian

IV-1 IV-1 IV-1

4.1.2

Data antropometri

4.2 Pengolahan Data 4.2.1

IV-2 IV-3

Perhitungan data penelitian

IV-3 4.2.2

Perhitungan uji keseragaman data antropometri IV-3

4.2.3

Perhitungan rangka mesin emping jagung

IV-6 4.2.4

Perhitungan kekuatan las

IV-13 4.2.5

Perhitungan mekanik prototype mesin emping jagung

IV-14

4.3 Perancangan mesin emping jagung IV-40 4.3.1

Pereranngan rangka mesin emping jagung

IV-41 4.3.2

Perancangan roll pengatur dan bak penampung IV-42

4.3.3

Perancangan ban berjalan

IV-44

4.3.4

Perancangan roll pemipih

IV-45

4.3.5

Hasil rancangan rangka mesin emping jagung

IV-46 4.4 Perhitungan biaya 4.4.1

IV-47

Perhitungan biaya mesin emping jagung

IV-47 BAB V

ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

V-1

5.1

V-1

Analisis 5.1.1

Analisis mesin emping jagung awal

V-1 5.1.2

Analisis hasil rancangan mesin emping jagung

dengan sistem roll pengatur V-3 5.1.3

Analisis kapasitas dan waktu V-3

5.2

5.1.4

Analisis pemasaran

V-3

5.1.5

Analisis aspek ekonomi

V-4

Interprestasi hasil

V-6

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN VI-1 6.1

Kesimpulan VI-1

6.2

Saran

VI-1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN Lampiran 1

L-1

Lampiran 2

L-2

Lampiran 3

L-3

ABSTRAK

Nikodimos Dwi Setyono, NIM: I 1306506. PERANCANGAN MESIN EMPING JAGUNG DENGAN SISTEM ROLL PENGATUR. Skripsi. Surakarta : Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2009. Perkembangan teknologi mesin yang semakin memudahkan manusia untuk mengerjakan sesuatu menjadi lebih mudah dan cepat, mendorong dunia usaha kecil menengah pengerajin emping jagung untuk mengembangkan usaha rumahan milik Bapak Nur Imam beralamatkan di Kartosuso yang memproduksi emping jagung dengan menggunakan mesin emping jagung masih mempunyai kekurangan. Proses produksi

dengan bantuan mesin dapat mempercepat kinerja manusia dalam melakukan aktivitas. Hal ini memberikan ide untuk memperbaiki sistem kerja guna mendapatkan kesempurnaan sistem produksi. Salah satu alternatif yang harus dilakukan ialah dengan memperbaiki alat atau mesin yang digunakan sebelumnya. Pada perancangan ini akan merancang kembali mesin emping jagung yang sudah menggunakan motor untuk mengerakkan roll pemipih tetapi pada proses pemasukan biji jagungnya masih menggunakan tenaga manusia. Mesin emping jagung dengan sistem roll pengatur berguna membantu mengatur masuknya biji jagung keroll pemipih yang sebelumnya menggunakan tenaga manusia. Dalam perancangan ini sistem mekanis mesin emping jagung sumber putarannya adalah dari motor gear yang mengerakkan sabuk dan puli. Dengan memanfaatkan putaran motor gear maka dapat menggerakkan roll pengatur yang nantinya berfungsi untuk mengambil biji jagung dari bak penampung. Putaran motor yang konstan yang menggerakan roll pengatur dapat bekerja mengambil biji jagung secara kontinyu, sehingga memberikan kemudahan dalam proses pemipihan biji jagung. Berdasarkan analisis perancangan dengan sistem roll pengatur memberikan kemudahan dalam proses kerja dan mampu memproduksi emping jagung hingga 121 kg/jam yang sebelumnya hanya 48kg/jam. Kata Kunci : emping jagung, pemipih, motor gear, roll pengatur, ban berjalan. xv + 101 halaman; 60 gambar; 11 tabel ; 18 lampiran Daftar pustaka: 11 (1993-2008)

ABSTRACT Nikodimos Dwi Setyono, NIM: I 1306506. DESIGN OF EMPING MAIZE MACHINE WITH SYSTEM OF REGULATOR ROLL Thesis. Surakarta: Industrial Engineering Department of Engineering Faculty, Sebelas Maret University, January 2009.

Growth of machine technology which progressively facilitate human being to do something becoming easier and quickly, pushing middle small industry world of worker of maize emping to develop the effort home property of Mr. Nur Imam address in Kartosuso which producing maize emping by using maize emping machine still has insuffiency. Production process constructively machine can quicken human being performance in conducting activity. This matter give idea to improve;repair jobsystem to get perfection of production system. One of the alternative which must be done improve used machine or appliance before all. This scheme will design again maize emping machine which have used motor for the crust of flat roll but the process inclusion of maize seed of still use human. Machine maize emping with system of regulator roll good for assisting to arrange entry of maize seed of to previous flat use human. This scheme ofmechanical system of maize emping machine of source of the rotation of is from motor gear which was belt crust and of pully. Exploited motor gear of rotation hence can move regulator roll which later function to take maize seed of receptacle. Constant motor rotation which is movement of regulator roll can work to take maize seed by continued., so that give amenity in course of flat of maize seed. Pursuant to scheme analysis with system of regulator roll give amenity in course of activity and can produce maize emping till 121 kg/hour which is before only 48 kg/hour. Keywords : emping maize, flat, motor gear, regulator roll, conveor. xv + 101 pages; 60 pictures; 11 tables; 18 appendixes References: 11 (1993-2008)

DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1

Mesin Emmping Jagung Milik Bapak Nut Imam

II-1 Gambar 2.2

OPC Pembuatan Emping Jagung

II-2 Gambar 2.3

Data Atropomerti untuk perancangan produk

Gambar 2.4

Distribusi Normal Dengan Data Antropometri

II-7

II-5

Gambar 2.5

Reaksi Gaya Pada Rangka

II-13 Gambar 2.6

Tanda Untuk Gaya Normal

II-14 Gambar 2.7

Tanda Untuk Gaya Lintang

II-14 Gambar 2.8

Tanda Untuk Momen Lentur

II-14 Gambar 2.9

Tumpuan Sendi

II-15

Gambar 2.10

Tumpuan Roll

II-15

Gambar 2.11

Tumpuan Jepit

II-15

Gambar 2.12

Baja Profil L

II-16 Gambar 2.13

Sambungan Las Butt Joint

II-18 Gambar 2.14

Sambungan Las Lap Joint

II-18 Gambar 2.15

Sambungan Las T Joint

Gambar 2.16

Sambungan Las Edge Joint

II-19

II-19 Gambar 2.17

Sambungan Las Corner Joint

II-19

Gambar 2.18

Motor Gear

II-21

Gambar 2.19

Pembenanan Putar Pada Sebuah Poros Yang Berputar

II-23 Gambar 2.20

Jenis – jenis Pasak

II-24

Gambar 2.21

Gaya Geser dan Desain Pasak

II-25

Gambar 2.22

Penampang Sigle Row Ball Bearing

II-27 Gambar 2.23

Macam - macam Sabuk

II-28

Gambar 2.24

Mekanisme Sabuk

II-30

Gambar 2.25

Ban Berjalan

II-32 Gambar 3.1

Metodologi Penelitian Lanjutan

III-1

Gambar 4.1

Uji Keseragaman TSB

III-4

Gambar 4.2

Dimensi Tinggi Mesin Hasil Perhitungan Antropometri TSB Tampak Samping

Gambar 4.3

III-6

Dimensi Panjang dan LebarMesin Hasil Perhitungan Antropometri TSB Tampak Atas

Gambar 4.4

III-6

Kontruksi Rangka

III-7 Gambar 4.5

Potongan Rangka

III-8

Gambar 4.6

Potongan (W-w)

III-8

Gambar 4.7

Potongan (X-x)

III-9

Gambar 4.8

Potongan (Z-z)

III-9

Gambar 4.9

Potongan (Y-y)

III-10

Gambar 4.10

Profil L

III-11

Gambar 4.11

Gaya Pemipihan Jagung

III-15

Gambar 4.12

Penampang Tabung Roll Pemipih

III-16 Gambar 4.13

Penampang Tutup Roll Pemipih

III-17

Gambar 4.14

Analisis Gaya Arah Vertikal Roll Pemipih 1

III-18 Gambar 4.15

Analisis Gaya Arah Horizontal Roll Pemipih 1

III-19 Gambar 4.16

Analisis Gaya Arah Vertikal

Roll Pemipih 2

III-22 Gambar 4.17

Analisis Gaya Arah Horizontal Roll Pemipih 2

III-24 Gambar 4.18

Sistem Mekanik Sabuk – Puli Motor ke

Sabuk – Puli Roll 1dan 2 Gambar 4.19

III-31

Sistem Mekanik Puli Motor ke Puli Ban Berjalan

III-35 Gambar 4.20

Sistem Mekanik Dan Ban Berjalan

III-37 Gambar 4.21

Roll Pengatur

III-39 Gambar 4.22

Hasil Perancangan Rangka Mesin Tampak Atas

III-41 Gambar 4.23

Hasil Perancangan Rangaka Mesin Tampak Samping

III-41 Gambar 4.24

Hasil Perancangan Roll Pengantur

III-42 Gambar 4.25

Hasil Perancangan Bak Penampung Tampak Atas

III-43 Gambar 4.26

Hasil Perancangan Bak Penammpung Tampak Samping

III-43 Gambar 4.27

Hasil Perancangan Ban Berjalan Tampak Atas

Gambar 4.28

Hasil Perancangan Ban Berjalan Tampak Samping

III-44

III-44 Gambar 4.29

Perancangan Roll Pemipih Tampak Atas

III-45 Gambar 4.30 Gambar 4.31

Mekanisme Pemipihan

III-45

Hasil Perancagan Mesin Emping Jagung Tampak Atas

III-46 Gambar 4.32

Hasil Perancangan Mesin Emping Jgung Tampak Samping

Gambar 4.33 III-47

Perancangan Mesin Emping Jagung 3D

III-46

Gambar 4.34

BOP Mesin Emping Jagung

III-47

DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1

Keterangan Pengambilan Ukuran Dimensi Anggota II-6 Tubuh

Tabel 2.2

Macam Percentil dan Cara Perhitungan Dalam Distribusi Normal

II-9

Tabel 4.1

Data Uji Tekan Biji Jagung Basah

IV-1

Tabel 4.2

Data Penimbangan Biji Jagung Basah

IV-2

Tabel 4.3

Data Tinggi Siku Berdiri (TSB)

IV-2

Tabel 4.4

Diimensi Hasil Rancangan

IV-5

Tabel 4.5

Momen yang Terjadi pada Rangka

IV-10

Tabel 4.6

Perhitungan Besar Kecil Baja Profil L

IV-11

Tabel 4.7

Kapasitas Roll Pengatur

IV-40

Tabel 4.8

Biaya Bahan

IV-50

Tabel 4.9

Biaya Pemakaian Mesin dan Biaya Operator

IV-50

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Perkembangan

teknologi

mesin

yang

semakin

memudahkan

manusia untuk mengerjakan sesuatu menjadi lebih mudah dan cepat, mendorong dunia usaha kecil menengah untuk mengembangkan usaha. Hal ini memberikan ide untuk memperbaiki sistem kerja guna mendapatkan kesempurnaan sistem produksi. Salah satu alternatif yang harus dilakukan ialah dengan memperbaiki alat atau mesin yang digunakan sebelumnya, guna meningkatkan produktivitas maupun keuntungan. Begitu banyak macam hasil pertanian di negara Indonesia membuat negara kita kaya akan bahan pangan. Contoh hasil pertanian kita adalah padi, jagung, kedelai, tebu, singkong dan lain-lain. Jagung merupakan salah satu komoditi pengolahan hasil pertanian di Indonesia dan juga merupakan salah satu makanan pokok alternatif pengganti beras. Pada saat ini pengolahan serta penyajian jagung sebagai bahan makanan telah mengalami perkembangan, misalnya nasi jagung, lepet jagung, marneng, emping jagung, berondong jagung. Salah satu keuntungan dari pembuatan makanan berbahan baku jagung adalah bahan bakunya yang mudah didapat. Ilmu ergonomi yang berhubungan dengan dimensi tubuh manusia adalah antropometri. Antropometri sangat diperlukan sebagai pedoman dalam pelaksanaan penyesuaian ukuran-ukuran perlengkapan dan peralatan kerja, dan segala peralatan yang berhubungan langsung dengan manusia. Antropometri berhubungan dengan pengukuran keadaan dan ciri-ciri fisik manusia mulai ukuran kepala, badan, tangan, pinggul, sampai kaki.

Pengamatan yang dilakukan di Keputren – Kartosuro ada sebuah usaha kecil rumahan pembuat emping jagung yang sudah menggunakan mesin emping jagung dengan sistem roll pemipih. Mesin yang digunakan saat ini sudah menggunakan motor listrik dengan bantuan sistem mekanis berupa reducer, rodagigi, sabuk-puli

dan rantai. Motor listrik yang

menggerakkan roll digunakan untuk memipihkan biji jagung. Proses pembuatan emping jagung adalah dari biji jagung yang direbus sampai matang kemudian ditiriskan dimasukkan ke mesin selanjutnya biji jagung dipipihkan dengan roll pemipih kemudian dijemur sampai kering dan selanjutnya digoreng, hasil yang sudah digoreng disebut emping jagung. Hasil dari pengamatan dan wawancara dengan Bapak Nur Imam di lapangan bahwa biji jagung mentah dengan berat 1 kg jika sudah direbus menjadi 1,6 kg biji jagung basah. Lama pembuatan emping jagung adalah 6 jam dimulai dari jam 07.00 – 13.00. Selama proses pembuatan emping jagung mesin hanya beroperasi 4 jam saja dan proses diluar pemipihan memakan waktu 2 jam. Mesin emping jagung yang beroprerasi selama 4 jam menghasilkan 190 kg(basah), maka dalam 1 jam menghasilkan 48 kg (basah) emping jagung. Emping jagung yang masih basah memiliki ketebalan 0.5 mm. Mesin emping jagung yang digunakan sampai saat ini masih mempunyai kekurangan pada saat proses produksi. Kekurangan mesin emping jagung selama proses produksi adalah operator selalu berada disamping mesin dengan aktivitas memasukkan biji jagung ke bak penampung dengan cara biji jagung disebarkan menggunakan tangan sedikit demi sedikit. Apabila operator memasukkan biji jagung terlalu banyak di bak penampung maka biji jagung akan bertumpukkan mengakibatkan roll berhenti dan mengakibatkan arus pendek. Emping jagung yang sudah keluar dari roll masih ada yang lengket satu sama lain. Dengan adanya kekurangan - kekurangan yang ada saat ini maka perlu dibuat perbaikan terhadapan mesin emping jagung dengan pendekatan anthropometri. Sehingga pada rancangan mesin yang baru

jagung dapat dirasakan rasa aman, nyaman dan dapat mempersingkat waktu proses produksi dan mendapatkan produktivitas yang maksimal. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Permasalahan yang dirumuskan adalah bagaimana merancang mesin emping jagung agar meningkatkan produktivitas mesin ?. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian adalah diperoleh perancangan mesin emping jagung agar meningkatkan produktivitas mesin. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Manfaat yang ingin dicapai dalam penelitian ini, adalah : 1. Menghasilkan rancangan mesin emping jagung yang dapat membantu meningkatkan produktivitas. 2. Memberikan kemudahan dalam melakukan proses produksi emping jagung dengan menggunakan mesin roll. 3. Mempersingkat waktu proses produksi pembuatan emping jagung. 1.5 BATASAN MASALAH Batasan masalah dari penelitian mengenai perancangan mesin emping jagung adalah sebagai berikut: 1. Penelitian hanya dilakukan pada proses produksi pemipihan biji jagung. 2. Biji jagung yang akan dibuat emping sudah direbus dan bersih, siap untuk diproses. 3. Kaidah Ergonomi yang digunakan untuk menganalisa penelitian ini adalah Antropometri. 4. Motor gear yang digunakan mempunyai spesifikasi tegangan 110 V/ 50 HZ, daya 120 watt dan putaran motor 75 RPM. 5. Putaran Roll Pengatur yang di analisa 20 RPM dengan diameter 3 cm.

1.6 ASUMSI

Asumsi yang digunakan dalam perancangan mesin pembuatan emping jagung, sebagai berikut: 1. Pekerja bekerja dalam keadaan normal. 2. Metode kerja tidak mengalami perubahan selama penelitian. 3. Bentuk biji jagung diasumsikan silinder. 1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini, diberikan uraian setiap bab yang berurutan untuk mempermudah pembahasannya. Dari pokokpokok permasalahan dapat dibagi menjadi enam bab sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latar belakang dan identifikasi masalah yang diangkat dalam penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, pembatasan masalah, penetapan asumsi-asumsi serta sistematika yang digunakan dalam penelitian. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini dijelaskan mengenai teori-teori yang mendukung dan terkait langsung dengan perancangan mesin emping jagung. Teori yang akan diuraikan adalah motor gear, poros, pasak, sabuk- v dan puli, ban berjalan, rangka dan ergonomic khususnya cabang ilmu anthropometri. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Pada

bab

ini

dijelaskan

mengenai

langkah-langkah

yang

digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dan langkahlangkah pengolahan data melalui diagram metodologi penelitian BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pada bab ini berisikan uraian mengenai data-data penelitian yang diperoleh dari tempat penelitian, sesuai dengan usulan pemecahan masalah yang digunakan.

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Pada bab ini berisikan pembahasan tentang analisis dari pengolahan data yang telah dilakukan. BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini merupakan bab akhir yang berisikan kesimpulan yang diperoleh dari analisis pemecahan masalah maupun

hasil

pengumpulan data serta saran-saran perbaikan atas permasalahan yang dibahas.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN Usaha kecil milik Bapak Nur Imam berdiri pada tahun 2006 berlokasi di keputren Kartosuro. Merupakan industri rumahan yang bergerak dibidang pembuatan emping jagung. Aktivitas utama dari industri rumahan adalah pemipihan biji jagung, biji jagung yang akan dipipihkan harus sudah direbus untuk memudahkan proses pemipihan karena jagung yang direbus akan jauh lebih mudah dipipihkan. Dalam proses produksi emping sudah menggunakan mesin emping jagung dengan sistem pemipih roll. Dalam sehari mesin beroperasi selama 4 jam proses produksi dalam satu hari mesin emping jagung dapat menghasilkan emping sebanyak ± 190 kg/hr atau rata-rata 48 kg/jam emping jagung basah. Emping jagung yang.

Gambar 2.1 Mesin emping jagung milik Bapak Nur Imam Sumber: Pegolahan Data, 2008

2.1.1

Proses Produksi Proses pembuatan emping jagung sekali proses produksi sebanyak 31.25

kg jagung jika sudah dibungkus menjadi 200 bungkus dalam satu bungkus beratnya 150 gr. Dimulai dari biji jagung ditakar selanjutnya biji jagung direbus dengan air sampai jagung matang. Jagung yang sudah matang ditiriskan selanjutnya dilakukan proses pemipihan dengan mesin emping jagung dengan cara biji jagung dimasukkan kedalam bak penampung sedikit demi sedikit. Biji jagung yang sudah masuk dalam bak penampung akan turun keroll pemipih sehingga biji jagung menjadi pipih dijemur sampai kering kemudian digoreng dan disebut emping jagung. Emping jagung yang siap konsumsi selanjutnya di beri kemasan dan siap untuk dijual. Supaya lebih jelas dapat dilihat pada peta proses operasi dibawah ini.

PETA PROSES OPERASI (MESIN LAMA) NAMA OBYEK NOMOR PETA DIPETAKAN OLEH TANGGAL DIPETAKAN

: : : :

EMPING JAGUNG 1 NIKODIMOS 29 DES 2008

Biji Jagung

0:01:14

O-1

Ditakar (Penakar, Panci)

0:52:15

O-2

Direbus (Panci, Tungku, Air)

0:02:12

O-3

Ditiriskan (Ember, Pentiris )

1:03:11

O-4

Dipipihkan (Mesin emping jagung)

2:00:00

O-5

1:05:00

Dijemur (Tampah)

O-6

Digoreng (Wajan, kompor, )

O-7

Dikemas (penakar, timbangan)

Bungkus plastik

0:54:10 Ringkasan Kegiatan Jumlah Operasi Pemeriksaan Total

Waktu 5:58:02 5:58:02

Gambar 2.2 OPC Pembuatan emping jagung

Sumber: Usahan kecil Emping jagung Kartosuro,

2008

2.2 DEFINISI ERGONOMI Ergonomi berasal dari bahasa Yunani yaitu Ergo (kerja) dan Nomos (hukum). Dengan demikian ergonomi didefinisikan sebagai disiplin keilmuan yang mempelajari manusia dalam kaitannya dengan pekerjaanya dengan memanfaatkan informasi-informasi mengenai sifat, kemampuan dan keterbatasan manusia untuk merancang suatu sistem kerja sehingga orang dapat hidup dan bekerja pada sistem itu dengan

baik, yaitu mencapai tujuan yang diinginkan melalui pekerja itu dengan efektif, aman dan nyaman (Wignjosoebroto,1995). Sistem kerja yang dimaksud berupa sistem manusia-mesin (teknologi) sebagai sistem terpadu dengan perancangan yang tidak hanya memperhatikan mesin semata, namun memperhatikan aspek manusia dalam interaksinya dengan mesin secara lebih baik lagi. Dengan kata lain disini manusia tidak lagi harus menyesuaikan dirinya dengan mesin yang dioperasikan (the man fits to the design) melainkan sebaliknya yaitu mesin dirancang dengan terlebih dahulu memperhatikan kelebihan dan keterbatasan manusia yang mengoperasikan (the sign fits to the man)

Peran ergonomi dalam kehidupan sehari-hari dapat dikelompokkan menjadi 3 (Sulistyadi dan Susanti, 2003), yaitu: 1. Peran ergonomi dalam perancangan produk. 2. Peran ergonomi dalam meningkatkan keselamatan dan higiene kerja. 3. Peran ergonomi dalam meningkatkan produktivitas kerja. Permasalahan yang berkaitan dengan faktor ergonomi umumnya disebabkan oleh adanya ketidaksesuaian antara pekerja dan lingkungan kerja secara menyeluruh termasuk peralatan kerja, sehingga pendekatan disiplin ergonomi diarahkan pada upaya memperbaiki performansi kerja manusia yang tidak hanya dapat ditinjau dari satu segi ilmu saja. Oleh sebab itulah

untuk mengembangkan ergonomi diperlukan dukungan dari berbagai disiplin antara lain Anatomi, fisiologi, anthropometri, psikologi, mekanika teknik, fisika dan lain-lain.. Manfaat dan tujuan ilmu ini adalah untuk mengurangi ketidaknyamanan pada saat bekerja. Dengan demikian Egonomi berguna sebagai media pencegahan terhadap kelelahan kerja sedini mungkin. 2.2.1

ANTHROPOMETRI

DAN

APLIKASINYA

DALAM

PERANCANGAN FASILITAS KERJA Istilah Anthropometri berasal dari “anthro” yang berarti manusia dan “metri” yang berarti ukuran. Secara definitif anthropometri dapat dinyatakan sebagai suatu studi yang berkaitan dengan pengukuran dimensi tubuh manusia (Wignjosoebroto,1995). Anthropometri merupakan ilmu yang yang menyelidiki manusia dari segi keadaan dan ciri-ciri fisiknya, seperti dimensi linier, volume, dan berat. Salah satu faktor pembatas kinerja tenaga kerja adalah tiadanya keserasian ukuran, bentuk sarana dan prasarana kerja terhadap tenaga kerja. Guna mengatasi keadaan tersebut diperlukan data antropometri pekerja sebagai acuan dasar disain sarana dan prasarana kerja. Bagi seorang ahli ergonomi, antropometri merupakan salah satu perangkat untuk mendapatkan hasil akhir berupa hubungan yang harmonis antara manusia dan peralatan kerja. Dikenal dua macam antropometri, yakni antropometri statis dan antropometri dinamis. 1. Antropometri Statis (Structural Body Dimensions)

Pengukuran manusia pada posisi diam atau yang dibakukan. Disebut juga pengukuran dimensi struktur tubuh dimana tubuh diukur dalam berbagai posisi standard dan tidak bergerak (tetap tegak sempurna). Dimensi tubuh yang diukur dengan posisi tetap antara lain meliputi berat badan, tinggi tubuh dalam posisi berdiri maupun duduk, ukuran kepala, tinggi / panjang lutut pada saat berdiri atau duduk, panjang lengan, dsb. Ukuran dalam hal ini diambil dengan percentile tertentu seperti 5-th percentile, 50-th percentile dan 95-th percentile. 2. Antropometri Dinamis (Functional Body Dimensions) Yang dimaksud antropometri dinamis adalah pengukuran keadaan dan ciri-ciri fisik manusia dalam keadaan bergerak atau memperhatikan gerakan-gerakan yang mungkin terjadi saat pekerja tersebut melaksanakan kegiatannya. Dari sini akan didapatkan ukuran tubuh yang nantinya akan berkaitan erat dengan gerakangerakan nyata yang diperlukan tubuh untuk melaksanakan kegiatankegiatan tertentu.

Terdapat tiga kelas pengukuran antropometri dinamis, yaitu : 1. Pengukuran tingkat ketrampilan sebagai pendekatan untuk mengerti keadaan mekanis dari suatu aktifitas. Contoh : Dalam mempelajari performansi atlet. 2. Pengukuran jangkauan ruang yang dibutuhkan saat kerja. Contoh : Jangkauan dari gerakan tangan dan kaki efektif pada saat bekerja, yang dilakukan dengan berdiri atau duduk. 3. Pengukuran variabilitas kerja. Contoh : Analisis kinematika dan kemampuan jari-jari tangan dari seorang juru ketik atau operator komputer.

Selanjutnya untuk memperjelas mengenai data antropometri yang tepat diaplikasikan dalam berbagai rancangan produk ataupun fasilitas kerja, diperlukan pengambilan ukuran dimensi anggota tubuh pada gambar 2.2 di bawah ini.

Gambar 2.3 Data antropometri untuk perancangan produk Sumber: Wignjosoebroto. S, 1995

Tabel 2.1 Keterangan pengambilan ukuran dimensi anggota tubuh

No

Keterangan

1 Dimensi tinggi tubuh dalam posisi tegak (dari lantai sampai dengan ujung kepala). 2 Tinggi mata dalam posisi berdiri tegak. 3 Tinggi bahu dalam posisi berdiri tegak. 4 Tinggi siku dalam posisi berdiri tegak (siku tegak lurus). 5 6

Tinggi kepalan tangan yang terjulur lepas dalam posisi berdiri tegak (dalam gambar tidak ditunjukkan). Tinggi tubuh dalam posisi duduk (di ukur dari alas tempat duduk pantat sampai

dengan kepala). 7 Tinggi mata dalam posisi duduk. 8 Tinggi bahu dalam posisi duduk. 9 Tinggi siku dalam posisi duduk (siku tegak lurus). 10 Tebal atau lebar paha. 11 Panjang paha yang di ukur dari pantat sampai dengan. ujung lutut. Panjang paha yang di ukur dari pantat sampai dengan bagian belakang dari lutut 12 betis. 13 Tinggi lutut yang bisa di ukur baik dalam posisi berdiri ataupun duduk. 14 Tinggi tubuh dalam posisi duduk yang di ukur dari lantai sampai dengan paha. 15 Lebar dari bahu (bisa di ukur baik dalam posisi berdiri ataupun duduk). 16 Lebar pinggul ataupun pantat. Lebar dari dada dalam keadaan membusung (tidak tampak ditunjukkan dalam 17 gambar). 18 Lebar perut. Panjang siku yang di ukur dari siku sampai dengan ujung jari-jari dalam posisi siku 19 tegak lurus. 20 Lebar kepala. 21 Panjang tangan di ukur dari pergelangan sampai dengan ujung jari. 22 Lebar telapak tangan. Lebar tangan dalam posisi tangan terbentang lebar kesamping kiri kanan (tidak 23 ditunjukkan dalam gambar). 24 Tinggi jangkauan tangan dalam posisi berdiri tegak. 25 Tinggi jangkauan tangan dalam posisi duduk tegak. Sumber: Ergonomi, Studi Gerak dan Waktu, 2000

2.2.2 APLIKASI DISTRIBUSI NORMAL DAN PERSENTIL DALAM PENETAPAN DATA ANTHROPOMETRI Adanya variansi tubuh yang cukup besar pada ukuran tubuh manusia secara perseorangan, maka perlu memperhatikan rentang nilai yang ada. Masalah adanya variansi ukuran sebenarnya akan lebih mudah diatasi bilamana mampu merancang produk yang memiliki fleksibilitas dan sifat ‘mampu suai’ dengan suatu rentang ukuran tertentu. Pada penetapan data anthropometri, pemakaian distribusi normal akan umum diterapkan. Distribusi normal dapat diformulasikan berdasarkan harga rata-rata dan simpangan standarnya dari data yang ada. Berdasarkan nilai yang ada tersebut, maka persentil (nilai yang menunjukkan persentase tertentu dari orang yang memiliki ukuran pada atau di bawah nilai tersebut) bisa ditetapkan sesuai tabel probabilitas distribusi normal. Bilamana diharapkan ukuran yang mampu mengakomodasikan 95% dari populasi yang ada, maka diambil rentang 2,5th dan 97,5th percentile sebagai batas-batasnya.

Gambar 2.4 Distribusi normal yang mengakomodasi 95% dari populasi Sumber: Ergonomi, studi gerak dan waktu, 2000

Secara statistik sudah diperlihatkan bahwa data hasil pengukuran tubuh manusia pada berbagai populasi akan terdistribusi dalam grafik sedemikian rupa sehingga data-data yang bernilai kurang lebih sama akan terkumpul di bagian tengah grafik. Sedangkan data-data dengan nilai penyimpangan yang ekstrim akan terletak pada ujung-ujung grafik. Menurut Julius Panero dan Martin Zelnik (2003), merancang untuk kepentingan keseluruhan populasi sekaligus merupakan hal yang tidak praktis, maka sebaiknya dilakukan perancangan dengan tujuan dan data yang berasal dari segmen populasi di bagian tengah grafik. Jadi merupakan hal logis untuk mengesampingkan perbedaan yang ekstrim pada bagian ujung grafik dan hanya menggunakan segmen terbesar yaitu 95% dari kelompok populasi tersebut.

Persentil menunjukkan jumlah bagian per-seratus orang dari suatu populasi yang memiliki ukuran tubuh tertentu. Tujuan penelitian, dimana sebuah populasi dibagi-bagi berdasarkan kategori-kategori dengan jumlah keseluruhan 100% dan diurutkan mulai dari populasi terkecil hingga terbesar berkaitan dengan beberapa pengukuran tubuh tertentu. Sebagai contoh bila dikatakan persentil ke-95 dari suatu pengukuran tinggi badan berarti bahwa hanya 5% data merupakan data tinggi badan yang bernilai lebih besar dari suatu populasi dan 95% populasi merupakan data tinggi badan yang bernilai sama atau lebih rendah pada populasi tersebut . Persentil menunjukkan jumlah bagian per seratus orang dari suatu populasi yang memiliki ukuran tubuh tertentu. Menurut Julius Panero dan Martin Zelnik (2003) persentil ke-50 memberi gambaran yang mendekati nilai rata-rata dari suatu kelompok tertentu. Suatu kesalahan yang serius pada penerapan suatu data adalah dengan mengasumsikan bahwa setiap ukuran pada persentil ke-50 mewakili pengukuran manusia rata-rata pada umumnya, sehingga sering digunakan sebagai pedoman perancangan. Kesalahpahaman yang terjadi dengan asumsi tersebut mengaburkan pengertian atas makna 50% dari kelompok. Sebenarnya tidak ada yang dapat disebut “manusia rata-rata”. Ada dua hal penting yang harus selalu diingat bila menggunakan persentil. Pertama, suatu persentil anthropometri dari tiap individu hanya berlaku untuk satu data dimensi tubuh saja. Kedua, tidak dapat dikatakan seseorang memiliki persentil yang sama, ke-95, atau ke-90 atau ke-5, untuk keseluruhan dimensi. Tidak ada orang dengan keseluruhan dimensi tubuhnya mempunyai nilai persentil yang sama, karena seseorang dengan persentil ke-50 untuk data tinggi badannya, memiliki persentil 40 untuk data tinggi lututnya, atau persentil ke-60 untuk data panjang lengannya seperti ilustrasi pada gambar 2.4, di bawah ini.

Gambar 2.5 Ilustrasi seseorang dengan persentil tinggi badan ke-50 mungkin saja memiliki persentil ke-55 untuk jangkauan tangan ke samping Sumber: Roebuck,et al. Engineering Anthropometry Methods,1975

Sebuah perancangan membutuhkan identifikasi mengenai dimensi ruang dan dimensi jangkauan. Dimensi ruang merupakan dimensi yang menggunakan ukuran 90P ataupun 95P, hal ini bertujuan agar orang yang ukuran datanya tersebar pada wilayah tersebut dapat lebih merasa nyaman ketika menggunakan hasil rancangan. Sedangkan dimensi jangkauan lebih sering menggunakan ukuran 5P ataupun 10P. Hal ini bertujuan supaya orang yang datanya tersebar pada wilayah tersebut dapat turut menggunakan fasilitas yang tersedia seperti ukuran lebar meja komputer. Pemakaian nilai-nilai persentil yang umum diaplikasikan dalam perhitungan data anthropometri, seperti pada tabel 2.1, di bawah ini. Tabel 2.2 Macam persentil dan cara perhitungan dalam distribusi normal Percentile Perhitungan 1-St x - 2.325 s x 2.5-th x - 1.96 s x 5-th x - 1.645 s x 10-th x - 1.28 s x 50-th x 90-th 95-th 97.5-th 99-th

x x x x

+ 1.28 s x + 1.645 s x + 1.96 s x + 2.325 s x

Sumber: Ergonomi, Studi Gerak dan Waktu, 2000

2.2.3 Pengujian Data Antropometri 1. Uji Keseragaman Data, Uji keseragaman data merupakan salah satu uji yang dilakukan pada data yang berfungsi untuk memperkecil varian yang ada dengan cara membuang data ekstrim. Pertama akan dihitung terlebih dahulu mean dan standar deviasi untuk mengetahui batas kendali atas dan bawah. Rumus yang digunakan dalam uji ini, yaitu: å xi ………………………………………………... persamaan 2.1 x= N

(

å xi - x sx= N -1

)

2

……………………………………….

persamaan 2.2

Rumus uji keseragaman data: BKA = x + 3s x …………………………………………

persamaan 2.3

BKB = x - 3s x …………………………………………

persamaan 2.4

dengan; x = rata-rata s x = standar deviasi atau simpangan baku N

= jumlah data

BKA = batas kendali atas BKB = batas kendali bawah Jika data berada diluar batas kendali atas ataupun batas kendali bawah maka data tersebut dihilangkan, keseragaman data dapat diketahui dengan menggunakan peta kendali x . 2. Uji Kecukupan Data, Uji kecukupan data berfungsi untuk mengetahui apakah data hasil pengamatan dapat dianggap mencukupi. Penetapan berapa jumlah data yang seharusnya dibutuhkan, terlebih dulu ditentukan derajat ketelitian (s) yang menunjukkan penyimpangan maksimum hasil penelitian, dan tingkat kepercayaan (k) yang menunjukkan besarnya keyakinan pengukur akan ketelitian data antropometri. Sedangkan rumus uji kecukupan data, yaitu 2

é k / s N å X 2 - (å X )2 ù ú ……………………….. N' = ê åX êë úû

persamaan 2.5

dengan; N = jumlah data pengamatan sebenarnya N’ = jumlah data secara teoritis s

= derajat ketelitian (degree of accuracy)

k

= tingkat kepercayaan (level of confidence)

Data akan dianggap telah mencukupi jika memenuhi persyaratan N’ < N, dengan kata lain jumlah data secara teoritis lebih kecil daripada jumlah data pengamatan sebenarnya. 3. Uji Kenormalan Data Banyak cara yang dapat digunakan untuk melakukan pengujian normalitas sampel, salah satunya ialah dengan rumus chi-kuadrat. Uji normalitas berfungsi untuk mengetahui apakah data yang digunakan sudah normal. Rumus yang dapat digunakan untuk melakukan uji normalitas :

å (x c=

-x

)

2

.............................................…….... x bila X2c < d(1-k), a maka data dikatakan normal. 4. Perhitungan Persentil Data Antropometri X2

i

persamaan 2.6

Pada perancangan alat pemipih emping melinjo dalam penelitian ini menggunakan prinsip perancangan failitas yang bisa dioperasikan di antara rentang ukuran tertentu. Persentil yang digunakan adalah persentil ke-5, ke-50 dan persentil ke-95. Cara perhitungan persentil tersebut dapat dilihat pada tabel 2.1. 2.3 RANGKA Beban adalah beratnya benda atau barang yang didukung oleh suatu konstruksi atau bagan beban dan dapat dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu: 1. Beban statis, Beban statis berat suatu benda yang tidak bergerak dan tidak berubah beratnya. Beratnya konstruksi yang mendukung itu termasuk beban mati dan disebut berat sendiri dari pada berat konstruksi. 2. Beban dinamis, Bebab dinamis adalah beban yang berubah tempatnya atau berubah beratnya. Sebagai contoh beban hidup yaitu kendaraan atau orang yang

berjalan diatas sebuah jembatan, tekanan atap rumah atau bangunan. Pada beban dapat digolongkan menjadi dua macam, yaitu: a. Beban terpusat atau beban titik, Beban yang bertitik pusat di sebuah titik, misal: orang berdiri diatas pilar pada atap rumah. b. Beban terbagi, Pada beban ini masih dikatakan sebagai beban terbagi rata dan beban segitiga. Beban terbagi adalah beban yang terbagi pada bidang yang cukup luas. Dalam perhitungan kekuatan rangka akan diperhitungkan gaya-gaya luar dan gaya-gaya dalam untuk mengetahui reaksi yang terjadi, sebagai berikut: 1. Gaya-gaya luar, Gaya-gaya luar adalah muatan dan reaksi yang menciptakan kestabilan kontruksi. Pada suatu kantilever (batang) apabila ada muatan yang diterapkan maka akan terdapat gaya reaksi yang timbul pada tumpuan. Pada kasus statik tertentu persamaan dari kesetimbangan,

Gambar 2.5 Reaksi gaya pada rangka

å Fx = 0 ® RHA = 0 å Fy = 0 ® RVA + RVB = W å MA = 0

Sumber: Popov, 1999

1 ö æ çWx xl ÷ - (RVBxl ) = 0 ............................................…….... persamaan 2.7 2 ø è

dengan; W = beban l = panjang M = momen 2. Gaya-gaya dalam,

Gaya-gaya dalam adalah gaya yang merambat dari beban yang tertumpu pada konstruksi yang menimbulkan reaksi gaya. Hal ini apabila ada muatan maka ada reaksi yang terjadi, yaitu: a. Gaya normal (N), merupakan gaya yang melawan muatan dan bekerja sepanjang sumbu batang. b. Gaya lintang (L), merupakan gaya yang melawan muatan dan bekerja tegak lurus terhadap sumbu batang. c. Momen lentur (M), merupakan gaya perlawanan dari muatan sebagai penahan lenturan yang terjadi pada balok atau penahan terhadap lengkungan. Tanda-tanda yang digunakan pada gaya-gaya dalam, sebagai berikut: a. Gaya N positif (+) = gaya tarik, dan gaya N negative (-) desak.

Desak

Tarik

Gambar 2.6 Tanda untuk gaya normal Sumber: Sidarta, 1984

b. Gaya L positif (+) = patah dan searah dengan jarum jam dan gaya L negative (-) = patah dan berlawanan arah dengan jarum jam.

patah dan searah jarum jam

patah dan berlawanan jarum jam

Gambar 2.7 Tanda untuk gaya lintang Sumber: Sidarta, 1984

c. Momen lentur (M) positif (+) = Sumbu batang melengkung, ke atas dan Momen lentur (M) negative (-) = Sumbu batang melengkung ke bawah.

Melengkung keatas

melengkung kebawah

Gambar 2.8 Tanda untuk momen lentur Sumber: Sidarta, 1984

3. Tumpuan, Suatu konstruksi di rencanakan untuk suatu keperluan tertentu. Tugas utama suatu konstruksi adalah mengumpulkan gaya akibat beban yang bekerja padanya dan meneruskanya ke bumi. Agar dapat melaksanakan tugasnya maka konstruksi harus berdiri dengan kokoh. Suatu konstruksi akan stabil apabila diletakkan di atas pondasi atau tumpuan yang dirancang secara baik. Beberapa jenis tumpuan, yaitu: a. Tumpuan sendi, Sebuah batang dengan sendi di ujung batang. Tumpuan dapat meneruskan gaya tarik dan desak tetapi arahnya selalu menurut sumbu batang dan dari batang tumpuan hanya memiliki satu gaya.

Gambar 2.9 Tumpuan sendi b. Tumpuan rol atau geser,

Sumber: Sidarta, 1984

Tumpuan rol meneruskan gaya desak tegak lurus bidang peletakannya.

Gambar 2.10 Tumpuan rol Sumber: Sidarta, 1984

c. Tumpuan jepit, Tumpuan yang dapat meneruskan segala gaya dan momen. Jadi dapat mendukung gaya horizontal, gaya vertikal, dan momen yang berarti mempunyai tiga gaya.

Gambar 2.11 Tumpuan jepit Sumber: Sidarta, 1984

a

4. Profil L,

Gambar 2.12 Baja profil L Sumber: Khurmi R.S., 1982

Profil L adalah batang yang digunakan pada konstruksi, ada beberapa jenis profil yang digunakan pada pembuatan konstruksi mesin meliputi, profil L, profil I, profil U. Keterangan: a = panjang (mm) b = lebar (mm) Y = titik berat batang (mm) 5. Momen inersia balok besar dan kecil, Momen inersia adalah momen yang terjadi pada batang yang ditumpu. Pada setiap batang dapat dihitung momen inersia yang terjadi, dengan menggunakan persamaan 2.7 di bawah ini. I1 = I0 + A1 x d12.................................................... persamaan 2.8 dengan; I1 = momen inersia balok (mm) A = luas batang (mm) d = diameter batang (mm)

6. Momen inersia batang,

Momen inersia batang adalah momen yang terjadi pada batang yang ditumpu. Pada setiap batang dapat dihitung momen inersia yang terjadi, dengan menggunakan persamaan 2.8 di bawah ini. Ix = I1 - I2 .................................................................. persamaan 2.9 dengan, Ix = Momen inersia batang (mm) I1 = Momen inersia batang 1 (mm) I2 = Momen inersia batang 2 (mm) 7. Besar tegangan geser yang dijinkan, Tegangan geser yang diijinkan adalah tegangan geser pada batang yang di ijinkan, jika tegangan geser yang diijinkan lebih besar dari pada momen tegangan geser pada konstruksi maka konstruksi aman atau kuat menahan beban yang diterima. Pada Besar tegangan geser yang di ijinkan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9 di bawah ini. MxU ........................................................... persamaan 2.10 t = Ix dengan; t = tegangan geser yang terjadi (kgf/mm) M = momen yang terjadi (kgf/mm) Ix = momen inersia batang (mm) Y = titik berat batang (mm) 2.4 PENGELASAN Penyambungan logam dengan las adalah dengan pengaruh panas, baik dipanasi sampai lunak baru dipukul-pukul untuk menyambung las (las tekan) maupun dipanasi sampai mencair (las cair). Sambungan las tekan adalah sambungan dengan jenis sambungan tumpang dimana pelaksanaannya dapat berupa las ledakan, las gesekan, las ultrasonik, las tekan dingin, las tekan panas, las resistansi yang meliputi las titik dan las garis. Sedangkan sambungan las cair adalah sambungan yang paling banyak digunakan dalam kontruksi las. Las cair masih dibagi lagi dalam elektroda terumpan las gas dengan mempergunakan panas pembakaran dari gas seperti oksiaseteline, las listrik terak yang mempergunakan panas resistansi terak cair, las busur elektron, dan lain-lain. Pengelasan ada dua macam yakni las karbit menggunakan gas asetilin dan gas oksigen Sedangkan las listrik menggunakan arus listrik. Jenis kampuh las kebanyakkan dibuat dalam dua jenis yaitu: 1. Grove Weld / Butt Weld Dibuat pada celah (Grove) diantara dua benda las. 2. Filled Weld

Kampuh las yang dibuat penampang segitiga. Pengelasan yang baik terlihat dari kualitas dan kemudahan serta kecepatan pengelasan. Untuk memperoleh lebar yang ideal pada kekuatan sambungan maka ayunan tidak lebih dari tiga kali diameter elektroda. 1. Jenis-jenis sambungan las, a. Butt Joint Dimana kedua batang yang akan dilas berada pada bidang yang sama.

Gambar 2.13 Sambungan las Butt Joint Sumber: Wiryosumarto, 1981

b. Lap Joint Kedua benda yang akan dilas berada pada bidang paralel.

Gambar 2.14 Sambungan las Lap joint Sumber: Wiryosumarto, 1981

c. T Joint Benda yang akan dilas tegak lurus satu sama lain.

Gambar 2.15 Sambungan las T Joint Sumber: Wiryosumarto, 1981

d. Edge Joint

Kedua benda yang akan dilas berada pada bidang yang paralel tetapi sambungan las dilakukan pada kedua ujungnya.

Gambar 2.16 Sambungan las Edge Joint Sumber: Wiryosumarto, 1981

e. Corner Joint Benda yang akan dilas tegak lurus satu sama lain tetapi sambungan las dilakukan pada sambungan.

Gambar 2.17 Sambungan las Corner Joint Sumber: Wiryosumarto, 1981

2. Pengaruh besar kecilnya arus pada alas listrik, a. Apabila arus terlalu kecil, §

Penyalaan busur listrik sukar

§

Busur listrik yang terjadi tidak stabil

§

Panas yang tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda kerja

§

Rigi-rigi las kecil dan tidak rata serta penembusannya dangkal

b. Apabila arus terlalu besar, §

Elektroda mencair terlalu cepat

§

Hasil permukaan las lebih besar

§

Penembusan terlalu dalam

3. Ukuran elektroda, Ukuran standart diameter kawat inti adalah 1,5–7 mm dengan panjang 350–450 mm. Jenis selaput terbuat selulosa, kaolin, kalium, karbonat,

titanium oksida, kalium oksida mangan, oksida besi. Tebal selaput berkisar antara 10 % - 50 % diameter elektroda. Pada waktu pengelasan selaput elektroda akan ikut mencair menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Cairan selaput yang disebut terak akan mengapung dan membeku melapisi permukaan las yang masih panas. 4. Kekuatan sambungan las, Berdasarkan kekuatannya, maka sambungan las dapat dibedakan menjadi las kampuh (butt joint) dan las sudut (fillet weld). a. Las kampuh ( butt joint ) Tegangan tarik dapat dirumuskan F …………………………………. s= h.l dengan, σ = gaya tarik (N/mm 2 ) F = gaya geser (N) h = tinggi / ukuran las (mm) l = panjang las (mm) b. Las sudut (fillet weld) dapat dirumuskan

F …………………………… 0, 707.h.l dengan, τ = tegangan geser (N/mm 2 ) F = gaya geser (N) h = tinggi / ukuran las (mm) t = h sin 450 = 0,707 h l = panjang las (mm) c. Tegangan lentur dirumuskan

t=

σb =

F .l ………………………… 1,414.l.h.b

dengan, σb = tegangan lentur (N/mm2) F = gaya yang diterima las (N) L = jarak eksentrisitas (mm) l = panjang las (mm) b = lebar benda yang dilas (mm) d. Tegangan kombinasi dirumuskan

persamaan 2.11

persamaan 2.12

persamaan 2.13

2

2

F æ 2.L ö æ 2L ö - 1÷ ………… ç ÷ + 1,8ç 2.h.l è b ø è b ø dengan,

σ=

persamaan 2.14

σ = tegangan kombinasi (N/mm2) 2.5 MOTOR GEAR

Gambar 2.18 Motor gear Sumber: www.msmotorgear.china.com

Motor gear adalah kombinasi dari motor listrik dan sistem mekanik reduser. Motor gear membutuhkan daya listrik kecil tetapi menghasilkan kekuatan putar yang kuat. Motor gear berfungsi sebagai sumber penggerak. Pada pembuatan alat emping jagung, motor gear digunakan untuk menggerakkan sabuk-puli. Dengan menggunakan sabuk yang dihubungkan antara kedua puli, maka motor listrik menggerakkan roll sehingga roll dapat digunakan untuk memipihkan biji jagung. Gear adalah sebuah penyetabil putaran dengan rasio tertentu yang terdiri dari roda gigi cacing dan ulir cacing. Ciri yang sangat menonjol dari roda gigi cacing adalah kerjanya halus dan hampir tanpa bunyi, serta memungkinkan perbandingan transmisi yang besar. 2.5.1 Perhitugan Daya v Silinder berdinding tipis : I = M .R 2 = V .r .R 2 ………………………………………… v Silinder pejal :

1 I = .M .R 2 2

persamaan 2.15

1 = .V .r .R 2 ………………………………………. 2 v Silinder berongga :

( (

) )

1 2 2 I = .M . R0 + R1 2 1 2 2 = .v.r R0 + R1 ………………………..………… 2 Dimana : I = momen inersia (kgm²) V = volume (m³) r = massa jenis (kg/m²) R = jari-jari (m) R0 = jari-jari luar (m) R1 = jari-jari dalam (m) v Kecepatan sudut 2.p .n …………………………,,,,,,,,……… 60 Dimana : ω = kecepatan sudut (rad/dt) n = putaran (rpm) v Percepatan sudut

ω=

Dw ……………………………… Dt Dimana : α = percepatan sudut (rad/dt²) t = waktu (dt)

persamaan 2.16

persamaan 2.17

persamaan 2.18

a=

persamaan 2.19

……………………………… T = I .a Dimana : T = torsi (Nm)

persamaan 2.20

P=T.ω ……………………………… Dimana : P = daya (watt)

persamaan 2.21

v Torsi

v Daya

2.6 POROS

Gambar 2.19 Pembebanan putar pada sebuah poros yang berputar Sumber: Khurmi R.S., 1982

Perhitungan perencanaan dan perancangan poros adalah sebagai berikut : v Momen akibat gaya vertikal MFV = RAV . x …………………..…………… v Momen akibat gaya horizontal

persamaan 2.22

MFH = RAH . x……………...………………… v Resultan momen

persamaan 2.23

(M FV )2 + (M FH )2 …………………………

persamaan 2.25

60.P ………………………………… 2.p .n v Torsi ekuivalen (Te)

persamaan 2.25

M = v Torsi

T =

persamaan 2.26 Te = (Km.M ) (Kt.T ) ………………………..… Dimana : Faktor kombinasi kelelahan dan kejut untuk bengkok (Km) = 2 Faktor kombinasi kelelahan dan kejut untuk puntir (Kt) = 1,5 v Kekuatan geser (t g ) 2

2

s1 ……………………………… sf1.sf 2 Dimana : Faktor keamanan (sf1) = 6 Faktor konsentrasi tegangan (sf2) = 2 v Menentukan diameter poros (d) tg =

persamaan 2.27

16.Te ………………………………….…… p .t e Dimana : d = diameter poros (mm) Te = torsi ekuivalen (Nm) t g = tegangan geser (N/mm²) d3 =

persamaan 2.28

2.7 PASAK

Gambar 2.20 Jenis-jenis pasak Sumber: Khurmi R.S., 1982

Gambar 2.21 Gaya geser dan desain pasak Sumber: Khurmi R.S., 1982

Pasak merupakan salah satu bagian dalam elemen mesin yang terletak antara poros dengan hub atau boss pada puli yang keduanya dihubungkan untuk mencegah gerak relatif diantara keduanya. Dalam penerapannya pasak digabung sejajar dengan poros. Pasak yang digunakan dengan mempertimbangkan tegangan geser dan tekan. Pada umumnya pasak yang digunakan dipilih bahan yang lebih lemah dari poros maupun puli atau roda giginya. Hal-hal penting dalam perancangan pasak adalah sebagai berikut; v Menghitung daya rencana yang ditransmisikan (P) Pd = fc.P......................................................................... Di mana : Pd = daya rencana (KW) fc = faktor koreksi

persamaan 2.29

v Menghitung momen puntir (T) T = 9,74 x 105

Pd ........................................................... n1

persamaan 2.30

Di mana : T = momen puntir (kg mm) Pd = daya rencana (KW) n1 = putaran poros (rpm) v Tegangan geser (t a ) yang diijinkan

ta =

sb ................................................................. sf1 xsf 2

persamaan 2.31

Di mana : t a = tegangan geser yang diijinkan (kg/mm2) s b = kekuatan tarik (kg/mm2) sf1 = bahan S-C dengan pengaruh masa, dan baja paduan (nilai 6) sf2 = bahan S-C dengan pengaruh kekasaran (nilai 2) v Menghitung diameter poros (ds) 1/ 3

é 5,1 ù d = ê xCbxKfxT ú .................................................. ët a û Di mana : ds = diameter poros (mm) Kf = faktor koreksi Cb = faktor beban lentur T = momen puntir (kg mm) v Penentuan gaya tangensial (F) T ...................................................................... ds / 2 Dimana ; T = momen puntir rencana (kg mm) ds = diameter poros (mm) v Penentuan panjang pasak (l)

F=

persamaan 2.32

persamaan 2.33

Panjang pasak dari tegangan geser yang diijinkan F ..................................................................... persamaan 2.34 t ka ³ bxl1 Dimana; τka = tegangan geser yang diijinkan (kg/mm2) F = gaya tangensial (kg) b = penampang pasak (mm) l1 = panjang pasak dari tegangan geser yang terjadi (mm) Panjang pasak dari tekanan permukaan yang diijinkan

F .......................................................... persamaan 2.35 l 2 x(t1 ataut 2 ) Dimana; Pa = tekanan permukaan yang diijinkan (kg) l2 = panjang pasak dari tekanan permukaan yang diijinkan (mm) t1 = kedalaman alur pasak pada poros (mm) t2 = kedalaman alur pasak pada naf (mm) pa ³

2.8 BANTALAN ATAU BEARINGS

Gambar 2.22 Penampang single row ball bearing Sumber: Khurmi R.S., 1982

Bantalan (bearings) adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan berumur panjang. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka kemampuan fungsi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat bekerja secara semestinya. 2.8.1 Klasifikasi bantalan: 1. Bantalan luncur Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perataraan lapisan pelumas. 2. Bantalan Gelinding Sedangkan pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol, atau rol jarum, dan rol bulat.

Dan yang kita perlukan didalam perencanaan kali ini adalah bantalan gelinding dengan jenis Bantalan bola radial. Data-data yang digunakan dalam dasar teori bantalana adalah sebagai berikut: − Diameter poros (D) − Gaya pada bantalan Fµ dan Fv − Putaran poros (n2) v Beban ekuivalen dinamis : Pr = x.v.Fr + y.Fa .................................................. v Faktor kecepatan :

persamaan 2.36

1

æ 33,3 ö 3 Fn = ç ÷ .......................................................... è n ø Dimana : Fn = faktor kecepatan (menit/rad) n = putaran (rpm) v Faktor umur bantalan :

persamaan 2.37

æC ö Fh = Fn = çç ÷÷ ......................................................... persamaan 2.38 è pø Dimana : Fh = faktor umur bantalan Fn = faktor kecepatan C = beban nominal dinamis spektif (kg) p = beban ekuivalen dinamis (kg) v Umur nominal bantalan : Lh = 500. Fh³ .......................................................... Dimana : Lh = umur nominal bantalan (jam) 2.9 SABUK V DAN PULI

Gambar 2.23 Macam-macam sabuk Sumber: Khurmi R.S., 1982

persamaan 2.39

Sabuk dipakai untuk memindahkan daya antara dua poros yang sejajar. Poros-poros harus terpisah pada suatu jarak minimum tertentu, yang tergantung pada jenis pemakaian sabuk, agar bekerja secara efisien. (J.E. Shigley, 1995). 2.9.1 Sabuk V Sabuk V (V- belt), Sabuk V terbuat dari kain dan benang, biasanya katun rayon atau nilon dan diresapi karet. R.S. Khurmi (1982) menyebutkan kelebihan sabuk V dibandingkan dengan sabuk datar, yaitu: v Selip antara sabuk dan puli dapat diabaikan. v Sabuk V yang dibuat tanpa sambungan memperlancar putaran. v Memberikan umur mesin lebih lama, 3-5 tahun. v Sabuk V mudah dipasang dan dibongkar. v Operasi sabuk dengan puli tidak menimbulkan getaran. v Sabuk V mempunyai kemampuan untuk menahan goncangan saat mesin dinyalakan. v Sabuk V juga dapat dioperasikan pada arah yang berlawanan. Sedangkan kelemahan sabuk V dibandingkan dengan sabuk datar, yaitu: v Sabuk V tidak seawet sabuk datar. v Konstruksi puli sabuk V lebih rumit daripada sabuk datar. 2.9.2 Perencanaan sabuk dan Puli , Efisiensi sabuk V pada umumnya berkisar antara 70-90 %, sedangkan sabuk yang dipilih secara tepat mempunyai efisien 90-95 % (J.E. Shigley, 1995) v Menentukan diameter puli dalam Dp

=

d p .n1

n2 Dp = diameter puli digerakkan (mm) dp = diameter puli penggerak (mm) n1 = putaran puli penggerak (rpm) n2 = putaran puli yang direncanakan (mm) v Kecepatan sabuk, dengan;

p .d p .n ...................…….............…......................... 1000.60 dengan; V = kecepatan putaran sabuk ( m ) s n = putaran puli penggerak (rpm) d = diameter puli penggerak (mm) v Mencari total panjang sabuk, V=

persamaan 2.40

c Gambar. 2.24 Mekanisme sabuk Sumber: Khurmi R.S., 1982

p 1 (d p + D p ) + ( D p - d p ) 2 ..............……... 2 4c dengan; L = panjang total sabuk (mm) c = jarak sumbu poros (mm) dp = diameter puli penggerak (mm) Dp= diameter puli yang digerakkan (mm) v Jarak antara dua poros L= 2c +

b + b 2 - 8(D p - d p )

persamaan 2.41

2

C=

8

Dimana :

..............……...................

persamaan 2.42

b = 2L – 3,14 (Dp – dp)

v Mencari Type Belt

F K Dimana: Z = jumlah belt A = luasan penampang pada belt (cm2) F = gaya pada belt (kg) k = tegangan pada belt Untuk mencari type belt yang akan digunakan dapat dicari dengan melihat table lampiran. A=

2.10

BAN BERJALAN (CONVEYOR)

Ban berjalan merupakan suatu alat transportasi yang umumnya dipakai dalam industri perakitan maupun industri proses untuk mengangkut bahan produksi setengah jadi maupun hasil produksi dari satu bagian ke bagian yang lain. Pada suatu jalur produksi (production line) umumnya memasukan benda produksi dapat bersifat acak, khususnya ini terjadi pada industri perakitan atau pemrosesan yang dilakukan secara manual. Akan tetapi pada bagian keluaran yang umumnya dipakai sebagai proses pengemasan, diharapkan peletakan benda kerja sudah dalam keadaan teratur. Keteraturan posisi benda kerja ini mempermudah pengemasan dalam satuan tertentu . Salah satu jenis alat pengangkut yang sering digunakan adalah ban berjalan yang berfungsi untuk mengangkut bahan -bahan industri yang berbentuk padat. Pemilihan alat transportasi (conveying equipment) material padatan antara lain tergantung pada : a. Kapasitas material yang ditangani b. Jarak perpindahan material c. Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi d. Ukuran (size), bentuk (shape) dan sifat material (properties) e. Harga peralatan tersebut. 2.10.1 Klasifikasi Banberjalan Secara umum jenis/type ban berjalan yang sering digunakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : a. Belt Conveyor b. Chain Conveyor c. Scraper Conveyor d. Apron Conveyor e. Bucket Conveyor f. Bucket Elevator g. Screw Conveyor h. Pneumatic Conveyor 2.10.2 Belt Conveyor

Belt Conveyor pada dasarnya mernpakan peralatan yang cukup sederhana. Alat tersebut terdiri dari sabuk yang tahan terhadap pengangkutan benda padat. Sabuk yang digunakan pada belt conveyor ini dapat dibuat dari berbagai jenis bahan misalnya dari karet, plastik, kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan yang akan diangkut. Untuk mengangkut bahan -bahan yang panas, sabuk yang digunakan terbuat dari logam yang tahan terhadap panas. Karakteristik dan performance dari belt conveyor yaitu : a. Dapat beroperasi secara mendatar maupun miring dengan sudut maksimum sampai dengan 18. b. Sabuk disanggah oleh plat roller untuk membawa bahan. c. Kapasitas tinggi. d. Serba guna. e. Dapat beroperasi secara continiue. f. Kapasitas dapat diatur. g. Kecepatannya sampai dengan 600 ft/m. h. Dapat naik turun. i. Perawatan mudah.

Gambar 2.25 Ban berjalan

Sumber: Sidarta, 1984

Kelemahan -kelemahan dari belt conveyor: a. Jaraknya telah tertentu. b. Biaya relatif mahal. c. Sudut inklinasi terbatas

BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini membahas mengenai metodologi penelitian yang digunakan beserta penjelasan singkat setiap tahapannya. Penjelasan diuraikan dalam bentuk tahapan atau langkah studi yang dilakukan mulai dari latar belakang sampai kesimpulan dan saran. Kerangka metodologi penelitian dapat dilihat pada gambar 3.1 di bawah ini.

Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Tujuan dan Manfaat Penelitian Studi Literatur Studi Lapangan 3.1 Identifikasi Masalah -----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Pengumpulan dan Pengolahan Data Perhitungan Data Penelitian Perhitungan Data Anthropometri untuk Merancang Dimensi Rangka Perhitungan Kekuatan Rangka Mesin Emping Jagung 3.2 Pengumpulan dan

Perhitungan Mekanik Pengolahan Data ----------------------------------------------------------------------------------------------------------Mesin Emping Jagung

A Gambar 3.1 Metodologi penelitian

A Membuat Rancangan Mesin Emping Jagung Analisis Biaya 3.3 Perancangan Alat

----------------------------------------------------------------------------------------------------------Analisis dan Intepretasi Hasil Penelitian

3.4 Analisa dan Interprestasi

----------------------------------------------------------------------------------------------------------Hasil 3.5 Kesimpulan dan Kesimpulan dan Saran

Saran

Gambar 3.1 Metodologi penelitian (lanjutan)

Berdasarkan gambar 3.1 diatas dapat dijabarkan langkah-langkah dalam melakukan penelitian mengenai perancangan mesin emping jagung. Seperti yang dijelaskan pada sub bab berikut ini. 3.1 IDENTIFIKASI PERMASALAHAN Identifikasi penelitian yang akan menjadi dasar penentuan langkahlangkah penelitian selanjutnya, penentuan variabel penelitian untuk menguraikan permasalahan awal penelitian, sebagai berikut: 3.1.1 Latar Belakang Latar belakang masalah adalah hal-hal yang mendasari dilakukannya penelitian. Latar belakang diadakannya penelitian ini adalah mesin roll emping jagung yang digunakan sampai saat ini masih mempunyai kekurangan saat proses produksi mengkibatkan beban kerja pada operator dan proses produksi kurang sempurna. Dengan adanya kekurangan -

kekurangan yang ada saat ini maka perlu dibuat perbaikan terhadapan mesin emping jagung dengan pendekatan anthropometri. Sehingga pada rancangan mesin yang baru jagung dapat dirasakan rasa aman, nyaman dan dapat mempersingkat waktu proses produksi dan mendapatkan produktivitas yang maksimal. 3.1.2 Perumusan Masalah Permasalahan yang dirumuskan adalah bagaimana merancang mesin emping jagung agar meningkatkan produktivitas mesin ?. 3.1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian perancangan ini adalah diperoleh mesin emping jagung agar meningkatkan produktivitas mesin. 3.1.4 Studi Lapangan Melakukan studi lapangan dapat diketahui cara kerja, perangkatperangkat yang dibutuhkan dan komponen yang digunakan dalam perencanaan dan pembuatan mesin emping jagung. 3.1.5 Studi Literatur Studi literatur dilakukan agar dapat digunakan sebagai panduan informasi untuk mendukung penyelesaian pengolahan data penelitian terhadap studi lapangan. Informasi studi literatur sangat diperlukan untuk merancang mesin emping jagung. 3.2 PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pada tahap ini terdiri dari dua bahasan yaitu pengumpulan dan pengolahan

data.

Tahap

ini

merupakan

tindak

lanjut

dari

tahap

pendahuluan. Proses pengumpulan data dan pengolahannya dijelaskan pada sub bab berikut ini: 3.2.1 Pengumpulan Data

Pengumpulan data diperoleh dari pengamatan yang dilakukan pada salah usaha kecil produksi emping jagung yaitu dirumah Bapak Nur Imam. Selain dari data pengamatan dilapangan data lain yang dibutuhkan dalam perancangan adalah data uji desak biji jagung dan data berat biji jagung. Pengumpulan data tersebut dijelaskan pada sub bab berikut ini. 1. Data penelitian Data penelitian yang dibutuhkan adalah uji tekan dan berat biji jagung. Biji jagung yang akan di uji tekan dan ditimbang adalah biji jagung basah. Pengujian tekan biji jagung dilakukan di kampus ATW dengan menggunakan alat uji tekan. Cara pengujiannnya biji jagung diletakkan diwadah benda kerja kemudian handle ditarik biji jagung akan ditekan batang besi sampai pipih kemudian dibaca hasil pengujian tekan di tacho meter. Pengujian tekan dilakukan sebanyak 30 percobaan. Penimbangan berat biji jagung menggunakan alat penimbang digital dengan toleransi alat penimbangan

0 – 100 gr. Cara penimbangannya

biji jagung ditimbang satu persatu dicatat hasilnya dengan jumlah sample penimbangan 30 biji jagung. 2. Pengumpulan data antropometri Data antropometri yang digunakan tinggi siku berdiri (TSB) yang di peroleh dari pengukuran pekerja pemipih emping jagung dan warga sekitar sebanyak 40 orang. 3.2.2 Pengolahan data Data dari penelitian dikumpulkan kemudian diolah terlebih dahulu sebelum tahap analisa. Pengolahan data ini meliputi perhitungan mean dan standar deviasi data antropometri, pengukuran perancangan antropometri, perancangan mesin emping jagung, perhitungan mekanik mesin emping jagung, dan perhitungan kekuatan material. Pengolahan data tersebut dijelaskan pada sub bab berikut ini.

1. Perhitungan data penelitian Perhitungan data penelitian uji tekan dan berat biji jagung digunakan untuk menentukan jenis motor yang digunakan dan kapasitas mesin emping jagung. 2. Perhitungan uji keseragaman data Antropometri Uji

keseragaman

data

dilakukan

dengan

mengeplotkan

data

antropometri tinggi siku berdiri pada peta kendali x . Batas kendali atas dan bawah dihitung dengan menggunakan persamaan 2.3 dan persamaan 2.4. Dimana mean dan standar deviasi dapat dihitung menggunakan persamaan 2.1 dan persamaan 2.2. Jika ada data yang berada diluar batas kendali atas ataupun batas kendali bawah maka data tersebut dihilangkan dan dibuat peta kendali revisi. Hasil dari pengolahan data tinggi siku berdiri

nantinya

digunakan

untuk

menentukan

dimensi

rangka

perancangan mesin emping jagung. 3. Perhitungan Kekuatan Rangka Mesin Emping Jagung Perhitungan kekuatan rangka besi dihitung untuk mengetahui kekuatan rangka mesin emping terhadap beban yang diterima, beban berupa ban berjalan, bak penampung dan rol yang berada di atas rangka mesin emping. Perhitungan rangka mesin emping jagung menggunakan persaman 2.7 sampai 2.10. 4. Perhitungan kekuatan las

Kekuatan las akan menentukan kekuatan sambungan rangka mesin emping jagung. Perhitunga las dapat diselesaikan dengan persamaan 2.11 sampai 2.14 5. Perhitungan Mekanik Mesin Emping Jagung

Pada tahapan perhitungan mekanika pada mesin emping jagung perlu dilakukan perhitungan – perhitungan sebagai berikut : Ø Perhitungan motor

Hal – hal yang perlu dilakukan adalah melakukan perhitungan daya motor. Perhitungannya dapat diselesaikan dengan persamaan 2.15 sampai persamaan 2.21 Ø Perhitungan poros Hal – hal yang perlu dilakukan adalah melakukan perhitungan tegangan geser yang diijinkan dan tegangan geser yang terjadi. Perhitungannya dapat diselesaikan dengan persamaan 2.22 sampai persamaan 2.28 Ø Perhitungan pasak Hal-hal yang perlu dilakukan adalah melakukan perhitungan tegangan pada pasak. Perhitungannya dapat diselesaikan dengan persamaan 2.29 sampai persamaan 2.35 Ø Perhitungan bantalan Hal-hal yang perlu dilakukan adalah jenis bantalan apa yang digunakan dan umur bantalan. Perhitungannya dapat diselesaikan dengan persamaan 2.36 sampai persamaan 2.39 Ø Perhitungan Puly dan sabuk Hal – hal yang berhubungan dengan perhitungan sabuk hububungan anatar sabuk dan puli. Perhitungannya dapat diselesaikan dengan persamaan 2.40 sampai persamaan 2.42 Ø Perhitung out put roll pengatur. Jumlah out put biji jagung dan ukuran roll pengatur yang akan digunakan. 3.3 PERANCANGAN ALAT Pada bab ini dijelaskan langkah-langkah dalam pembuatan mesin emping jagung dari perancangan hingga mesin emping jagung dapat beroperasi. 3.3.1 Membuat Rancangan Mesin Emping Jagung

Perancangan mesin emping jagung ini terdiri dari beberapa komponen bagian utama diantaranya bagian konstruksi, bagian motor penggerak dan. Adapun penjelasannya sebagai berikut: 1. Konstruksi, Konstruksi mesin emping jagung yang dibuat digunakan sebagai tempat dan penyangga komponen-komponen seperti roll, bak penampung, motor gear, ban berjalan. Komponen-komponen tersebut yang nantinya dipergunakan sebagai alat pendukung proses pemipih emping jagung. Bahan konstruksi yang digunakan untuk membuat mesin emping jagung ini adalah bahan pelat besi siku yang dipotongpotong

sesuai

dengan

ukuran

dan

bentuk

lalu

disambung

menggunakan las. 2. Komponen – komponen mesin emping jagung Pengertian dari komponen – komponen mesin emping jagung bagaian yang menempel pada rangka, komponen tersebut antara lain : bak penampung, ban berjalan, roll pemipih, roll pengatur, dan poros, sabuk puli.

3.4 PERHITUNGAN BIAYA Perhitungan biaya merupakan harga biaya yang harus dikeluarkan untuk pembuatan mesin emping jagung. Biaya tersebut terdiri dari biaya bahan baku, biaya pembuatan dan biaya hak paten. 3.5 ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada sub bab ini akan diuraikan mengenai analisis mesin emping jagung awal, analisis hasil rancangan mesin emping jagung baru, dan analisis aspek ekonomi. 3.6 KESIMPULAN DAN SARAN Tahap kesimpulan dan saran akan membahas kesimpulan hasil pengolahan data dengan mempertimbangkan tujuan yang dicapai dari penelitian dan kemudian memberikan saran perbaikan yang dilakukan.

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pada bab ini akan diuraikan proses pengumpulan dan pengolahan data. Data yang dikumpulkan adalah data antropometri pekerja pemipih emping jagung di Industri Kecil dirumah Bapak Nur Imam. 4.1 PENGUMPULAN DATA Data-data yang dikumpulkan dalam penelitian ini adalah data yang dibutuhkan dalam pengolahan data dan perancangan mesin emping jagung dijabarkan dalam sub bab di bawah ini. 4.1.1

Data Penelitian Hasil dari pengamatan di lapangan bahwa jagung mentah dengan

berat 1 kg jika sudah direbus menjadi 1,6 kg biji jagung basah. Mesin emping jagung beroperasi selama 4 jam menghasilkan emping jagung 190 kg(basah), maka dalam 1jam menghasilkan 48 kg(basah) emping jagung. Selain data yang didapatkan dilapangan dibutuhkan juga data pengujian tekan biji jagung dan data berat biji jagung. Tabel 4.1 Data uji tekan biji jagung basah

No Hasil(Kg) No Hasil(Kg) No Hasil(Kg) 1

1.1

11

0.9

21

1.1

2

1

12

1

22

1

3

1

13

0.9

23

0.9

4

1.2

14

1

24

1

5

1.1

15

1

25

0.9

6

1

16

0.9

26

1.2

7

1

17

1

27

1

8

1.2

18

1

28

1

9

1.1

19

1.2

29

0.9

10

1.2

20

1.1

30

0.9

Sumber: Observasi Lapangan 2008

Tabel 4.2 Data Penimbangan Biji Jagung Basah No Berat(gr) No Berat(gr) No Berat(gr) 1

0.53

11

0.39

21

0.41

2

0.49 0.56

12

0.49

22

0.55

3

13

0.39

23

0.58

4

0.68

14

0.39

24

0.65

5

0.51

15

0.51

25

0.67

6

0.44

16

0.53

26

0.63

7

0.4

17

0.42

27

0.43

8

0.48

18

0.48

28

0.47

9

0.52

19

0.64

29

0.53

10

0.49

20

0.48

30

0.41

Sumber: Observasi Lapangan 2008

4.1.2 Data Antropometri Perancangan dimensi rangka dihitung dengan menggunakan data

antropometri tinggi siku berdiri tegak (TSB), data tersebut digunakan untuk menentukan dimesi panjang, lebar dan tinggi rangka mesin emping jagung. Data antropometri yang digunakan dalam perhitungan ini yaitu data anthropometri pekerja pemipih emping jagung dan warga sekitar sebanyak 40 orang. Dari hasil observasi dilapangan berikut beberapa data anthropometri dapat dilihat pada table 4.3 dibawah ini. Tabel 4.3 Data Tinggi Siku Berdiri (TSB) Data Ke1

TSB

Data Ke11

TSB

2

100 99.6

12

4 5 6

3

Data Ke21

TSB 100.7

Data Ke31

TSB

104.3 106

22

99.5

32

23

104.6

33

103.2 103.9

101

14

95

24

97.3

34

96

99.4

15 16

102.6 100.5

25 26

100.8 103

35 36

101

17

97

27

102

13

95.2

100

7

97 102

8

101.1

18

103

28

106 99

37

101 104.6

38

96

9

101.5

19

102.2

29

105

39

104

10

103.5

20

96

30

98

40

102.3

Sumber: Observasi Lapangan 2008

4.2 PENGOLAHAN DATA 4.2.1 Perhitungan Data Penelitian Perhitungan data penelitian adalah perhitungan rata-rata hasil uji tekan dan penimbangan biji jagung. 1. Uji tekan biji jagung Hasil dari uji tekan tabel 4.1 dirata-rata dan hasilnya digunakan untuk menghitung beban yang diterima oleh roll pemipih. -

x=

1,1 + 1 + 1 + .... + 0,9 + 0,9 = 1,03 kg 30

Rata-rata dari percobaan uji penekanan adalah 1,03 kg

2. Penimbangan berat biji jagung Tabel 4.2 adalah berat biji jagung yang sudah direbus. Data ini nantinya dirata-rata dan hasilnya digunakan untuk menghitung kapasitas roll pengatur. -

x=

0,56 + 0,49 + 0,56 + .... + 0,53 + 4,1 = 0,51 gr 30

Rata-rata dari berat biji jagung adalah 0,51 gr 4.2.2 Perhitungan Uji Keseragaman Data Antropometri Langkah pertama, dalam uji keseragaman data ini adalah perhitungan mean dan standar deviasi untuk mengetahui batas kendali atas dan bawah untuk masing-masing data anthropometri. 1. Perhitungan mean -

x=

102 + 100 + .... + 104 + 102.3 = 100,87 40

2. Perhitungan standar deviasi SD =

(102 - 101,88) 2 + ...... + (102.3 - 101,88) 2 = 3,03 40 - 1

3. Perhitungan BKA dan BKB BKA = 100,87 + 2*3,03 = 106,94 BKB = 100,87 - 2*3,03 = 94,80 Dari hasil perhitungan menunjukkan bahwa batas kendali atas 106,94 dan batas kendali bawah 94,80 sehingga dapat digambarkan pada gambar 4.1 di bawah ini.

108 106 104 102 100 98 96 94 92 90 88

BKA TSB

40

37

34

31

28

25

22

19

16

13

10

7

4

1

BKB

Gambar 4.1 Uji keseragaman TSB

Sumber: Pengolahan Data 2008

Pada gambar 4.1 data berada diantara batas kendali atas dan batas kendali bawah atau data tidak ada yang keluar dari batas kendali maka data dikatakan seragam, kemudian langkah selanjutnya menghitung persentil 50. 4. Perhitungan persentil 50 Menurut Wignjosoebroto S (1995), untuk menghitung persentil 50 hasil perhitungannya, sebagai berikut : P50

= 100,87 cm

Berdasarkan perhitungan diperoleh nilai persentil 50 sebesar 100,87 cm. 5. Perhitungan dimensi rancangan rangka mesin Setelah dilakukan pengujian data dan perhitungan persentil 50, menentukan dimensi rangka, sebagai berikut: a. Perhitungan tinggi rangka mesin, Pada penentuan tinggi rangka yang dibuat ini, menggunakan data anthropometri tinggi siku berdiri dengan persentil 50 bertujuan agar pemakai dengan tinggi pada daerah 50 bisa menjangkaunya, yaitu: TR = Tinggi siku berdiri + Toleransi alas kaki = 100,87 + 2 cm = 102,87 dibulatkan 103 cm

Hasil perhitungan menunjukkan bahwa tinggi rangka mesin 103 cm.

b. Lebar rangka mesin, Pada penentuan lebar rangka mesin ini disesuaikan dengan ukuran lebar ban berjalan (conveyor) yang dibuat ditambah beberapa cm sebagai toleransi untuk penempatan komponen yang lain, yaitu LR = Lebar mesin + Toleransi = 30 cm + 10 cm = 40 cm Hasil perhitungan menunjukkan bahwa lebar rangka mesin 50 cm. c. Panjang rangka mesin Pada penentuan panjang rangka mesin disesuaikan dengan ukuran panjang mesin yang dibuat ditambah beberapa cm sebagai toleransi. PR = Panjang rangka + Toleransi = 75 cm + 10 cm = 85 cm Hasil perhitungan menunjukkan bahwa panjang rangka 85 cm. Setelah menentukan dimensi rancangan rangka alat pemipih emping, maka dapat dibuat suatu perancangan rangka mesin berdasarkan dimensi tersebut. Tabulasi ukuran rancangan secara keseluruhan dapat dilihat pada tabel 4.4 di bawah ini. Tabel 4.4 Dimensi hasil rancangan No

Dimensi Rancangan

Ukuran

1

Tinggi rangka mesin

103 cm

2

Lebar rangka mesin

40 cm

3

Panjang rangka mesin

85 cm

Sumber: Pengolahan data, 2008

Hasil dimensi perancangan data antropometri dapat dilihat pada gambar 4.2 dan 4.3

Gambar 4.2 Dimensi tinggi mesin hasil perhitungan antropometri TSB tampak samping Sumber: Pengolahan Data 2008

Gambar 4.3 Dimensi panjang dan lebar mesin hasil perhitungan antropometri TSB tampak atas Sumber: Pengolahan Data 2008

4.2.3 Perhitungan Rangka Mesin Emping Jagung 1. Perhitungan rangka Rangaka mesin emping jagung yang dibuat digunakan sebagai tempat dan penyangga komponen-komponen pendukung. Komponen-komponen tersebut akan dipergunakan sebagai alat pendukung proses pemipihan biji jagung. Rangka pemipih emping jagung menerima beban (q) sebesar 15 kg/m, beban tersebut diasumsikan sebagai beban merata memberikan beban pada panjang rangka mesin sebesar Lt = 0,85 m. Sehingga dapat dihitung tegangan geser yang terjadi pada rangka dan tegangan geser yang terjadi pada profil plat L, dengan menggunakan ukuran-ukuran rangka yang ditunjukkan pada gambar 4.4 di bawah ini. 15 kgf

B

E

C

750 mm

750 mm 850

RAH

A

D

= 7,5

RDV= 7,5

Gambar 4.4 Kontruksi Rangka Sumber: Pengolahan data, 2008

Data pada gambar 4.4 di atas digunakan untuk mencari tegangan geser pada rangka mesin dan tegangan geser pada profil, sehingga dapat dihitung dan kemudian dibandingkan antara besar tegangan geser pada rangka mesin dan besar tegangan geser pada profil sehingga diperoleh hasil perhitungan rangka mesin yang dibuat, sebagai berikut:

ΣFH

=0

ΣFV

=0

RAV + RDV

= 15 kgf

ΣMA

=0

(15 x 425)–(RDV x850) = 0 (RDV x 850)

= (15 x 425)

RDV

= 6375 / 850

RDV

= 7,5 kgf

RAV + RDV

= 15 kgf

RAV

= 15 – 7,5 = 7,5 kg

Gaya-gaya yang bekerja pada portal atau reaksi batang dapat dilihat seperti gambar 4.5 dibawah ini. 15 kgf x

y y

z z

W

750 mm

850 mm

W

x

7,5k g

7,5 kg

Gambar 4.5 Potongan Rangka

Sumber: Pengolahan data, 2008

Untuk mengetahui gaya dan beban yang diterima tiap batang dapat menggunakan analisis potongan batang. Seperti dijelaskan dibawah ini. a. Potongan (w - w) A - B, potongan kiri,

Pada analisis ini dapat diketahui gaya dan beban yang bekerja pada batang dititik A. Seperti terlihat pada gambar 4.4 dibawah ini.

7,5 kg

Gambar 4.6 Potongan (w – w)

Sumber: Pengolahan data, 2008

ΣFH

=0

NX = 7,5 kg ΣFV = 0 VX

=0

ΣMX = 0 MX

=0

b. Potongan (x - x) B – E, potongan kiri, Pada analisis ini dapat diketahui gaya dan beban yang bekerja pada batang dititik B. Seperti terlihat pada gambar 4.5 dibawah ini.

7,5 kg Gambar 4.7 Potongan (x – x)

Sumber: Pengolahan data, 2008

ΣFH

=0

NX

=0

ΣFV

=0

VX

= 7,5 N

ΣMX = 0 MX

= 7,5 . X

c. Potongan (z - z) D – C, potongan kanan, Pada analisis ini dapat diketahui gaya dan beban yang bekerja pada batang dititik D. Seperti terlihat pada gambar 4.6 dibawah ini.

7,5

Gambar 4.8 Potongan (z – z)

Sumber: Pengolahan data, 2008

ΣFH

=0

NX

= 7,5 N

ΣFV

=0

VX

=0

ΣMX = 0 MX

=0

d. Potongan (y - y) C - E , potongan kanan, Pada analisis ini dapat diketahui gaya dan beban yang bekerja pada batang dititik C. Seperti terlihat pada gambar 4.7 dibawah ini.

7,5 kg Gambar 4.9 Potongan (y – y)

Sumber: Pengolahan data, 2008

ΣFH

=0

NX

=0

ΣFV

=0

VX

= 7,5 N

ΣMX = 0 MX

= 7,5 . X Tabel 4.5 Momen yang terjadi pada rangka

Potongan w-w x-x z-z y-y

Titik A B B E D C C E

X (mm) Nf (N) 0 7,5 850 7,5 0 0 425 0 0 7,5 850 7,5 0 0 425 0

SF (N) 0 0 7,5 7,5 0 0 7,5 7,5

BM (N) 0 0 0 3188 0 0 0 3188

Sumber : Pengolahan data, 2008

Dari tabel 4.5 di atas dapat kita lihat momen yang terbesar terjadi pada titik E yaitu sebesar 3188 kg/mm.

2. Perhitungan Baja Profil L

Gambar 4.10 Profil L

Sumber: Pengolahan data, 2008

Baja yang digunakan adalah profil L digunakan untuk membuat rangka mesin emping jagung. Ukuran yang digunakan adalah 40 x 40 x 3 mm dengan bahan ST 37. Ukuran tersebut untuk mencari besar dan kecilnya ukuran baja profil L yang digunakan, sebagai acuan aman dan tidaknya rangka yang dibuat dengan profil tersebut. Perhitungan baja profil L di jelaskan pada tabel 4.6 di bawah ini. Tabel 4.6 Perhitungan besar dan kecil baja profil L

A

Y

A.Y

Besar 40 x 40 = 1600 mm 0,5 x 40 = 20 mm 1600 x 20 = 32000 mm Kecil

37 x 37 = 1369 mm 0,5 x 37 = 18,5 mm 1369 x 18,5 = 25326,5 mm

B-K

231 mm

6673,5 mm

Sumber: Pengolahan data, 2008

Tabel 4.6 di atas digunakan untuk mencari besarnya Ŷ yaitu jumlah dari besar dan kecilnya profil L, menggunakan persamaan di bawah ini. Ŷ = SxAxY / A

Ŷ=

6673,5 231

Ŷ = 28,89 mm Sehingga diperoleh besarnya Ŷ = 28,89 mm a. Mencari

besarnya momen inersia pada balok besar menggunakan

persamaan di bawah ini. Ø Mencari momen inersia balok besar, I1 = I0 + A1 x d12 I1 = (

1 x 40 x 403) + 1600 x (20 – 28,89 )2 12

I1 = (

1 x 2.560000) + 1600 x (20 – 28,89 )2 12

I1 = 213333 + 126451,36 I1 = 339784,36 mm Ø Mencari momen inersia kecil, I2 = I0 + A1 x d12 I2 = (

1 x 37 x 373) + 1369 x (18,5 – 28,89 )2 12

I2 = (

1 x 187416,1) + 1369 x (18,5 – 28,89 )2 12

I2 = 156180,08 + 136900 I2 = 293080,08 mm Sehingga dapat diperoleh besar momen inersia balok besar (I1) sebesar 339784,36 mm dan momen inersia kecil (I2) sebesar 293080,08 mm. Sehingga dapat dihitung momen inersia batang menggunakan persamaan berikut :. Ix = I1 - I2 Ix = 339784,36 mm - 293080,08 mm

Ix = 46704,28 mm Sehingga diperoleh hasil perhitungan besar momen inersia batang (Ix) sebesar 46704,28 mm. Kemudian dapat dihitung besar tegangan geser yang diijinkan pada rangka mesin menggunakan persamaaan di bawah ini.

t =

MxU Ix

t =

3188x 28,89 46704,28

t = 1,97 kg/ mm2. Perhitungan tegangan geser yang diijinkan pada rangka mesin diperoleh hasil 1,97 kg/ mm2, sehingga dapat dihitung tegangan ijin profil bentuk L, dengan bahan ST 37 mempunyai tegangan geser yang diijinkan sebesar 37 kg/mm2, seperti di bawah ini. Tegangan ijin profil =

0,5 xttarik FS

Tegangan ijin profil =

0,5 x37 2

Tegangan ijin profil = 9,25 kg/ mm2. Diperoleh kesimpulan bahwa tegangan geser pada rangka mesin yang dibuat sebesar 1,97 kg/ mm2dan tegangan geser yang diijinkan pada profil yang digunakan sebesar 9,25 kg/ mm2, maka besarnya tegangan geser pada rangka mesin yang dibuat lebih kecil dari pada tegangan geser yang diijinkan pada profil yaitu (1,97 kg/ mm2< 9,25 kg/ mm2, maka rangka aman). 4.2.4 Perhitungan Kekuatan Las Data-data pengelasan yang diperoleh dari tabel standarisasi las dan data data sebenarnya (panjang pengelasan).

Tebal las ( h )

: 5 mm

Panjang las ( l )

: 48 mm (table)

Panjang pengelasan ( L )

: 40 mm

Untuk menghitung tegangan geser yang terjadi pada hasil pengelasan dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut : τ

=

0,707 . P h.l

=

0,707 . 200 5 . 48

= 0,736 N/mm2 = 0,074 kg/mm2

Untuk menghitung tegangan lentur yang terjadi pada hasil pengelasan dapat menggunakan perhitungan dibawah ini : σb = =

0,707 . P . L h . l2

0,707 . 200 . 40 5 . 48 2

= 0,490 N/mm2 = 0,049 kg/mm2 Sedangkan untuk menghitung tegangan kombinasi yang terjadi pada hasil pengelasan dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut : σ

=

3. P. L h . l2

=

3 . 200 . 40 5 . 48 2

= 2,08 N/mm2

= 0,20 kg/mm2 Hasil tabel AWS A5. 1-64 T (pemakaian elektroda) Elektroda yang digunakan : E6011 Kekuatan tarik ( σt )

: 43,6

Kekuatan luluh ( σy )

kg/mm2 : 35,2

kg/mm2

Jadi tegangan yang terjadi pada pengelasan masih dibawah tegangan tegangan luluh yang diijinkan (0,312 kg/mm2 < 35,2 kg/mm2), dengan demikian pengelasan dikatakan aman. 4.2.5 Perhitungan Mekanik Mesin Emping Jagung Pada tahapan perhitungan mekanik mesin emping jagung perlu dilakukan perhitungan yang nantinya akan digunakan dalam rancangan mesin emping jagung. perhitungan yang dilakukan antara lain :

1. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk memipihkan biji jagung a. Gaya jagung pemipihan

Gambar 4.11 Gaya pemipihan jagung Sumber: Pengolahan data, 2008

Fpipih = W = m . g Fpipih = 1.03 kg . 9,8 m/dt² = 10,1 kgm/dt² =10,1 N

Karena ada 2 Fpipih ( dua roll pemipih) maka : 2 Fpipih = W 2 Fpipih = 10,1 N Fpipih =

10,1 2

= 5.05 N b. Gaya pemipihan sekali proses pemipihan (T) Karena luas penampang pada roll pemipih adalah 30 cm dan diasumsikan panjang setiap emping jagung adalah 2 cm maka sekali proses pemipihan ada 15 butir jagung. T

= 15. Fpipih . r (radius roll pemipih) = 15 . 5,05. 0,0635 = 4,81 Nm

c. Kecepatan sudut ( w )

w=

2.p .n 60

w=

2.3,14.60 = 6,28rad / dt 60

d. Daya pemipihan (Ppipih) Ppipih = T . w = 4,81Nm . 6,28 rad/dt = 30,20 Watt Jadi daya masing – masing roll pemipih I dan II adalah 15,1 Watt e. Daya yang dibutuhkan roll pemipih I dan roll pemipih II

1 x 30,2 2

=

Karena mekanisme roll pemipih I dan roll pemipih II sama maka daya yang dibutuhkan juga sama dengan efisiensi sabuk-V 0,92 PA

=

Pinput

=

15,1Watt 0,92

hb

= 16,41 Watt Jadi perhitungan daya motor total : Ptotal

= Prol pemipih I + Prol pemipih II = 16,41 Watt + 16,41 Watt = 32,82 Watt

Jadi daya motor total sebesar 32,82 Watt Motor gear yang digunakan mempunyai daya 120 Watt dan memiliki torsi 11,6 N atau 118 kgf.cm. 2. Perhitungan poros pemipih a. Menentukan massa pada rol pemipih Ø Untuk silinder berdinding tipis

Gambar 4.12 Penampang tabung rol pemipih Sumber: Pengolahan data, 2008

Direncanakan bahan stainless steel ρ = 5,67 . 10 3 kg/m 3 l

= 0,3 m

t

= 0,003 m

D = 0,127 m Ø Diameter dalam d

= D – 2.t = 0,127 m – 2.0,003 m = 0,121 m

Ø Massa rol m

=v.ρ

(

)

=

p 2 2 Do - Di L.r 4

=

p (0,127m )2 - (0,121m )2 0,3m.5,67.103 kg / m 3 4

(

)

=1,97 kg Ø Untuk tutup poros rol pemipih

Gambar 4.13 Penampang tutup rol pemipih Sumber: Pengolahan data, 2008

D = 0,121m d = 0,013 m t

= 0,005 m

Ø Massa tutup poros rol (m) m

=V.ρ =

p 2 ( d - D 2 )l.r 4

=

(

)

p (0,121m)2 - (0,013m )2 0,005m.5,67.103 kg / m3 4

= 0,32 kg b. Analisis gaya pada poros pemipih I Gaya akibat massa tabung dan tutup rol pemipih FVC = FVD = =

1 (massa tabung) + (massa tutup) 2 1 x 1,97 kg + 0,32 kg 2

= 1,14 kg = 1,14 kg x 9,81 m/dt² = 11,18 N Gaya horisontal pemipih FHC =FHD = =

Fp 2 5,05 = 2,53 N 2

Ø Analisis gaya arah vertikal FVC

FVD

C

A

D

RV

FVE E

B RVB

A

0.05

0.3

0.05

0.05

Gambar 4.14 Analisis gaya arah vertikal Sumber: Pengolahan data, 2008

∑FV

=0

RAV + RBV = FVC + FVD + FVE

= 11,18 N + 11,18 N + 75.75 N = 98.11 N ∑MA = 0 FVC . 0,05 (m) + FVD . 0,35 (m) – RBV . 0,4 (m) + FVE . 0,55 (m) = 0 RBV

=

11,18 N .0,05(m) + 11.18 N .0,35(m) + 75,75.0,45(m) 0,4(m)

= 96,40 N RAV + RBV RAV

= 98,11N = 98,11 N – 96,40 N = 1,71N

Momen lentur arah vertikal MA = 0 MC = RAV . 0,05 m = 1,71 N . 0,05 m = 0,085 Nm MD = RAV . 0,35 m – FVC . 0,3 mm = (1,71 N . 0,35 m – 11,18 N . 0,3 m) = - 2,76 Nm MB = RAV . 0,4 m – FVC . 0,35 m – FVD . 0,05 m = (1,71 N . 0,4 m – 11,18 N . 0,35 m – 11,18 N . 0,05 m) = - 3,79 Nm ME = RAV . 0,45 m – FVC . 0,4 m – FVD . 0,1 m + RBV . 0,05 m = - 1,71 N . 0,45 m – 11,18 N . 0,4 m – 11,18 N . 0,1 m + 96,40 N . 0,05 m = - 5.10 -4 Nm Momen lentur maksimum terjadi pada titik B = - 3,78 Nm

Ø Analisis gaya arah horizontal A

D

C

RH A

FHD

FHC

B

E

RH

FHE

B

0.05

0.3

0.05

0.05

Gambar 4.15 Analisis gaya arah horizontal Sumber: Pengolahan data, 2008

∑FH = 0 RAH + RBH = FHC + FHD + FHE = 2,53 N + 2,53 N + 75,75 N = 80,81 N ∑MA = 0 FHC . 0,05 (m) + FHD . 0,35 (m) – FHB . 0,4 (m) + RHE . 0,55 (m) = 0 RBH =

2,53N .0,05(m) + 2,53 N .0,35(m) + 75,75.0,45(m) 0,4(m)

= 87,75 N RAH + RBH = 80,81 N RAH

= 80,81 N – 87,75 N = - 6,94 N

Momen lentur arah vertikal MA

=0

MC

= RAH . 0,05 m = - 6,94 N . 0,05 m = - 0,34 Nm

MD

= RAH . 0,35 m – FHC . 0,3 mm = (- 6,94 N . 0,35 m – 2,53 N . 0,3 m)

= - 3,19Nm MB

= RAH . 0,4 m – FHC . 0,35 m – FHD . 0,05 m = (- 6,94 N . 0,4 m – 2,53 N . 0,35 m – 2,53 N . 0,05 m) = - 3,78 Nm

ME

= RAH . 0,45 m – FHC . 0,4 m – FHD . 0,1 m + RBH . 0,05 m = - 6,94 N . 0,55 m – 2,53 N . 0,4 m – 2,53 N . 0,1 m + 87,75 N . 0,05 m = - 5 . 10 -4 Nm

Momen lentur maksimum terjadi pada titik B = - 3,78 Nm

Resultan momen lentur :

(M BV )2 + (M BH )2

MB =

(- 3,79 Nm )2 + (- 3,78 Nm)2

=

= 5,35 Nm Torsi (T) T

=

60.P 2.p .n

Dimana : P

= daya rol pemipih I sebesar 16,41 watt

n

= putaran rol pemipih I yaitu 60 rpm T

=

16,41watt 60dt x 2.3,14.60rpm menit

= 2,61 Nm Torsi ekuivalen (Te)

Te

=

(Km.M )2 + (Kt.T )2

=

(2.5,35)2 + (1,5.2,61)2

dimana Km = 2 ; Kt = 1,5

= 11,40 Nm Bahan poros digunakan S30C yang memiliki kekuatan tarik maksimum

(σt) = 470,4 . 10 6 Nm².

Menentukan tegangan geser (τg) : τg = =

st ; dimana sf1 = 6 ; sf2 = 2 sf1.sf 2 470,4.106 N / m 2 6.2

= 39,2.10 6 N/m²

Menentukan diameter poros (d) d³ =

=

16.Te p .t g

16.11.40 3,14.39 , 2.10 6

d = 0.0114 m = 11,4 mm = 15 mm a. Perhitungan poros pemipih II Analisis gaya pada poros pemipih II Gaya akibat massa tabung dan tutup rol pemipih

FVC = FVD

=

1 (massa tabung) + (massa tutup) 2

=

1 x 1,97 kg + 0,32 kg 2

= 1,14 kg = 1,14 kg x 9,81 m/dt² = 11,18 N Gaya horisontal pemipih FHC = FHD = =

Fp 2 5,05 = 2,53 N 2

Ø Analisis gaya arah vertikal FVC

FVD

C

A

D

RV

FVE E

B RVB

A

0.05

0.3

0.05

0.085

Gambar 4.16 Analisis gaya arah vertical Sumber: Pengolahan data, 2008

∑FV = 0 RAV + RBV = FVC + FVD + FVE = 11,18 N + 11,18 N + 75,75 N = 98,11 N ∑MA = 0 FVC . 0,05 (m) + FVD . 0,35 (m) – RBV . 0,4 (m) + FVE . 0,485 (m) = 0 RBV

=

11,18 N .0,05(m) + 11,18 N .0,35(m) + 75,75 N .0,485(m) 0,4(m)

= 103,02 N RAV + RBV = 98,11 N RAV

= 98,11 N – 103,02 N = - 4,92 N

Momen lentur arah vertikal MA = 0 MC = RAV . 0,05 m = - 4,92 N . 0,05 m = - 0,25 Nm MD = RAV . 0,35 m – FVC . 0,3 mm = (- 4,92 N . 0,35 m – 11,18 N . 0,3 m) = - 5,08 Nm MB = RAV . 0,4 m – FVC . 0,35 m – FVD . 0,05 m = (- 4,92 N . 0,4 m – 11,18 N . 0,35 m - 11,18 N . 0,05 m) = - 6,44 Nm ME = RAV .0,485 m – FVC .0,435 m – FVD .0,135 m + RBV . 0,085 m = - 4,92 N . 0,485 m – 11,18 N . 0,435 m – 11,18 N . 0,135 m + 103,02 N . 0,085 m = - 2,1 . 10 -3 Nm Momen lentur maksimum terjadi pada titik B = - 6,44 Nm

Ø Analisis gaya arah horisontal

A RH A

B

D

C

FHD

FHC

0.05

E

RH

FHE

B

0.3

0.05

0.085

Gambar 4.17 Analisis gaya arah horizontal Sumber: Pengolahan data, 2008

∑FH

=0

RAH+ RBH

= FHC + FHD + FHE = 2,53 N + 2,53 N + 75,75 N = 80,81 N

∑MA = 0 FHC . 0,05 (m) + FHD . 0,35 (m) – RBH . 0,4 (m) + FHE . 0,485 (m) = 0 RBH

=

2,53N .0,05(m) + 2,53N .0,35(m) + 75,75.0,485(m) 0,4(m)

= 89,26 N RAH + RBH RAH

= 80,81 N = 80,81 N – 89,26 N = - 8,45 N

Momen lentur arah vertikal MA

=0

MC

= RAH . 0,05 m = - 8,45N . 0,05 m = - 2,08 Nm

MD

= RAH . 0,35 m – FHC . 0,3 mm = (- 8,45 N . 0,35 m – 2,53 N . 0,3 m) = - 3,72 Nm

MB

= RAH . 0,4 m – FHC . 0,35 m – FHD . 0,05 m = (- 8,45 N . 0,4 m – 2,53 N . 0,35 m - 2,53 N . 0,05 m) = - 4,40 Nm

ME

= RAH .0,485 m – FHC .0,435 m – FHD .0,135 m + RBH . 0,085 m = - 8,45 N . 0, 485 m – 2,53 N . 0, 435 m – 2,53 N . 0, 135 m + 89,26 N . 0,085 m = - 2,88

Momen lentur maksimum terjadi pada titik B = - 4,40 Nm Resultan momen lentur : MB

=

(M BV )2 + (M BH )2

=

(- 6,44 Nm )2 + (- 4,40 Nm)2

= 7,8 Nm Torsi (T) T=

60.P 2.p .n

Dimana : P = daya rol pemipih I sebesar 57,93 watt n = putaran rol pemipih I yaitu 31 rpm T

=

16,41watt 60dt x 2.3,14.60rpm menit

= 2,61 Nm Torsi ekuivalen (Te) Te

=

(Km.M )2 + (Kt.T )2

=

(2.7,8)2 + (1,5.2,61)2

= 16,08 Nm

dimana Km = 2 ; Kt = 1,5

Bahan poros digunakan S30C yang memiliki kekuatan tarik maksimum (σt) = 470,4 . 10 6 Nm². Menentukan tegangan geser (τg) : τg

=

st ; dimana sf1 = 6 ; sf2 = 2 sf1.sf 2

=

470,4.106 N / m 2 6.2

= 39,2 . 10 6 N/m² Menentukan diameter poros (d) d³

=

16.Te p .t g

= d

16.16 , 08 3,14.39 , 2.10 6

= 0.0127 m = 12,7 mm = 15 mm

3. Perhitungan pasak Setelah spesifikasi poros yang digunakan diketahui maka langkah selanjutnya adalah perhitungan pasak, adapun tahapan-tahapan dalam perhitungan pasak sebagai berikut : a. Penentuan daya rencana Pd Pd = fc x P = 1,5 x 0,12 kw = 0.18 kw Keterangan : fc = 1,5 (faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan untuk daya normal) b.

Penentuan momen puntir rencana T

T = 9,74 x 10 5 x = 9,74 x 10 5 x

Pd n

0,18 60

= 2922 kg/mm Keterangan : n = putaran pada poros pemipil c. Penentuan bahan poros yang akan digunakan Bahan poros yang akan digunakan adalah S30C-D dengan kekuatan tarik (s B ) sebesar 48 kg/mm 2 . Faktor keamanan untuk bahan S-C adalah 6 dan faktor keamanan karena pengaruh kekerasan adalah 2.

Penentuan tegangan geser yang diizinkan t a

d.

ta = =

sB S f 1 xS f 2 48 6 x2

= 4 kg/mm 2 e. Penentuan gaya tangensial F F=

T ds / 2

=

2922 15 / 2

= 389,6kg ≈ 390 kg f. Penampang pasak Berdasarkan diameter poros yaitu 15 mm, penampang pasak yang digunakan berukuran 5 x 5. berdasarkan ukuran penampang pasak

maka kita dapat menentukan kedalaman alur pasak pada poros t1 sebesar 3 mm dan kedalaman alur pasak pada naf t2 sebesar 1,7 mm g.

Pemilihan bahan pasak Bahan pasak yang digunakan adalah S35C dicelup dingin dan dilunakkan dengan kekuatan tarik (s B ) sebesar 52 kg/mm 2 . Faktor keamanan untuk bahan S-C adalah 6 dan faktor keamanan untuk beban yang dikenakan secara perlahan lahan adalah 2

h.

Tegangan geser yang diijinkan τka

t ka =

sB Sf 1 xSf 2

=

52 6 x2

= 4,4 kg/mm 2 i. Penentuan panjang pasak Panjang pasak dari tegangan geser yang diijinkan

t ka = =

F £ 4,4 bxl1 390 £ 4,4 5 xl1

l1 ³ 17,72 mm Panjang pasak dari tekanan permukaan yang diijinkan Pa = 8(kg/ mm 2 )

Pa = =

F £8 l 2 x(t1ataut 2 ) 390 £8 3xl2

l2 ³ 16,25 mm

Panjang pasak yang dipilih adalah pasak yang terpanjang diantara l1 dan l2 yaitu 16,25 mm. Berdasarkan penampang pasak dan diameter poros yang dipakai maka panjang pasak yang aktif adalah 12 mm j. Pengujian pasak yang akan digunakan b 5 = = 0,34 ; 0,25 < 0,34 < 0,35 ; baik d s 15 l k 12 = = 0,8 ; 0,75 < 0,8 < 1,5 ; baik d s 15

k.

Pasak yang digunakan Setelah dilakukan perhitungan maka spesifikasi pasak yang digunakan adalah sebagai berikut : Bahan pasak

= S35C

Ukuran pasak

=5x5

Panjang pasak yang aktif = 15 mm 4. Perhitungan Bantalan a. Perhitungan bantalan pada poros rol pemipih I Diketahui : RAV

= 1,71 N

RAH

= - 6,94N

RBV

= 96,40 N

RBH

= 87,95 N

RA

=

(RAV )2 + (RAH )2

=

(1,71N )2 + (- 6,94 N )2

= 7,15 N RB

=

(RBV )2 + (RBH )2

=

(96,4 N )2 + (97,95 N )2

= 130 N Pembebanan dititik A 7,15 N dan di titik B 130 dan yang menerima beban yang paling besar di titik B. Bantalan yang dipilih adalah bantalan roda radial alaur No. Bantalan 6002 jenis terbuka yang mempunyai spesifikasi. Diameter dalam (d)

= 15 mm

Diameter luar (D)

= 32 mm

Diameter tebal (B)

= 9 mm

Kapasitas nominal dinamis spesifik (C) = 4312 N Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co)

= 2578 N

Ø Beban ekuivalen dinamis (P) Pr = x v Fr + y Fa P = 1 . 1 . 130 N + 0 . 0 = 130 N Keterangan : V = 1 Beban putar pada cincin dalam Ø Faktor kecepatan (fn)

æ 33,3 ö Fn = ç ÷ è n ø

æ 33,3 ö =ç ÷ è 60 ø

1

1

3

3

= 0,83 menit/rad

Ø Faktor umur (fh) Fh = fn.

C P

Fh = 0,83 menit/rad .

4312 N 130 N

= 27,53 menit/rad Ø Umur nominal (Lh) Lh = 500 . fh³ = 500 . (27,53)³ = 10432506 jam b. Perhitungan bantalan pada poros rol pemipih II Diketahui : RAV

= - 4,92 N

RAH

= - 8,45 N

RBV

= 103,02 N

RBH = 89,26 N RA

=

(RAV )2 + (RAH )2

=

(- 4,92 N )2 + (- 8,45 N )2

= 9,78 N ≈ 10 N RB

=

(RBV )2 + (RBH )2

=

(103,02 N )2 + (89,26 N )2

= 136,45 N ≈ 137 N Pembebanan dititik A 10 N dan di titik B 137 dan yang menerima beban yang paling besar di titik B. Bantalan yang dipilih adalah bantalan roda radial alaur No. Bantalan 6002 jenis terbuka yang mempunyai spesifikasi. Diameter dalam (d)

= 15 mm

Diameter luar (D)

= 32 mm

Diameter tebal (B)

= 9 mm

Kapasitas nominal dinamis spesifik (C) = 4312 N Kapasitas nominal dinamis spesifik (Co)

= 2578 N

Ø Beban ekuivalen dinamis (P) Pr = x v Fr + y Fa P = 1 . 1 . 137 N + 0 . 0 = 137 N Keterangan : V = 1 Beban putar pada cincin dalam Ø Faktor kecepatan (fn) æ 33,3 ö Fn = ç ÷ è n ø

æ 33,3 ö =ç ÷ è 60 ø

1

1

3

3

= 0,83 menit/rad Ø Faktor umur (fh) Fh = fn.

C P

Fh = 0,83 menit/rad .

4312 N 136 N

= 26,31 menit/rad Ø Umur nominal (Lh) Lh

= 500 . fh³ = 500 . (26,31)³ = 9106103 jam

5. Perhitungan puli dan sabuk a. Perhitungan puli dari motor ke puli pembantu diteruskan ke roll pemipih 1 dan roll pemipih 2

Roll 1 D3 Roll 2 D4

D2

D1

Puli Pembantu

Puli Motor

Gambar 4.18 Sistem mekanik sabuk-puli motor ke sabuk-puly roll 1 dan 2 Sumber: Pegolahan Data, 2008

Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut : dp(D1)

: 80 mm

Dp(D2)

: 80 mm

c1 (D1 ke D2)

: 420 mm

c2 (D2 ke D3)

: 250 mm

c3 (D2 ke D4)

: 186 mm

n1

: 75 rpm (putaran motor)

n2

: 60 rpm

Ø Perhitungan sabuk- puli D1(puli motor) ke D2 (puli pembantu) Dp

=

d p .n1

=

n2

80.75 75

= 80 mm Diamater pulley untuk D2 adalah 80 mm. Mencari panjang sabuk D1 ke D2 L

= 2.c +

p 1 (D p - d p )2 . (d p + D p ) + 2 4 .c

= 2.420 +

3,14 1 (80 - 80 . (80 + 80) + 2 4.420

)

2

= 1091 mm Hasil perhitungan panjang sabuk adalah 1091 mm panjang sabuk standar 1092 mm. Mencari jarak antara dua poros b

= 2.L – 3,14.(D1+D2) = 2.1092 – 3,14.(80+80) = 1681 b + b 2 - 8(D p - d p )

2

C=

=

8 1681 + 16812 - 8(80 - 80

)

2

8

= 420,25 mm Jarak poros untuk puli D1 ke D2 adalah 420,25 mm Ø Perhitungan sabuk- puli D1(puli motor) ke D3 (puli roll pemipih I) Dp

=

d p .n1 n2

=

80.75 60

= 100 mm Diamater pulley untuk D3 adalah 100 mm. Mencari panjang sabuk D1 ke D3 L

= 2.c +

p 1 (D p - d p )2 . (d p + D p ) + 2 4 .c

= 2.250 +

3,14 1 (100 - 80 . (80 + 100) + 2 4.250

)

2

= 783 mm Panjang sabuk pada roll 1 adalah 783 mm panjang sabuk standar 787 mm.

Mencari jarak antara dua poros b

= 2.L – 3,14.(D2+D3) = 2.787 – 3,14.(80+100) = 1009 mm b + b 2 - 8(D p - d p )

2

C=

=

8

1009 + 1009 2 - 8(100 - 80

)

2

8

= 252 mm Jarak poros untuk puli D2 ke D3 adalah 252 mm Mencari kecepatan sabuk V = =

p.n. D 1000.60 3,14 . 75.80 . 1000.60

= 0,314m/s Hasil perhitungan kecepatan sabuk adalah 0,32 m/s Mencari gaya keliling sabuk Frated

=

102, P V

=

102. 0.017 0.32

= 5,42 N Hasil perhitungan gaya keliling sabuk adalah 5,42 N Mencari tegangan sabuk yang timbul karena beban K

= 2 . σ0 . ϕ0 = 2.8.0,7 = 11,2 kg/ cm2

Hasil perhitungan gaya keliling sabuk adalah 16,8 m/s Mencari type sabuk A

F K

= =

5,42 16.8

= 0,49 cm2 Dari luasan sabuk tersebut kita merencanakan memakai sabuk type A dengan ukuran 12,5 x 9,0 mm. Ø Perhitungan sabuk- puli D1(puli motor) ke D4 (puli roll pemipih II) Dp

=

d p .n1 n2

=

80.75 60

= 100 mm

Mencari panjang sabuk D3 L

= 2.c +

p 1 (D p - d p )2 . (d p + D p ) + 2 4 .c

= 2.186 +

3,14 1 (100 - 80 . (80 + 100) + 2 4.186

)

2

= 655 mm Panjang sabuk pada D1 ke D4 adalah 655 mm panjang sabuk standar 660 mm. Mencari jarak antara dua poros

b

= 2.L – 3,14.(D2+D4) = 2.660 – 3,14.(80+100) = 755 mm b + b 2 - 8(D p - d p )

2

C=

=

8

755 + 755 2 - 8(100 - 80

)

2

8

= 188 mm Jarak poros untuk puli D2 ke D4 adalah 188 mm b. Perhitungan pulley dari motor

ke puli ban berjalan dan ke roll

pengatur. Puli Roll Pengatur

D7

Puli Ban Berjalan

D6 D5

D2 Puli Pembantu

Gambar 4.19 Sistem mekanik pulley motor ke puli ban berjalan Sumber Pegolahan Data, 2008 Ø

Perhitungan puli dan sabuk D2 (puli pembantu) ke D5 (puli ban berjalan) Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut : dp(D1)

: 80 mm

Dp(D6)

: 65 mm

c4 (D1 ke D2)

: 310 mm

c5 (D2 ke D3)

: 150 mm

n1

: 75 rpm (putaran motor)

n2

: 60 rpm

n3

: 30 rpm

Dp =

d p .n1

=

80.75 60

N2

= 100 mm ≈ 10 mm Diamater pulley D2 adalah 10 cm. Mencari panjang sabuk D2 ke D5 L

= 2.c +

p 1 2 . (d p + D p ) + . (D p - d p ) 2 4.c

= 2.310 +

3,14 1 . (80 +100) + . (100 - 80 2 4.310

)

2

= 955 mm Panjang sabuk D1 ke D5 adalah 955 mm panjang sabuk standar 965 mm. Mencari jarak antara dua poros b

= 2.L – 3,14.(D2+D4) = 2.965 – 3,14.(80+100) = 1365 mm b + b 2 - 8(D p - d p )

2

C=

=

8 1365 + 1365 2 - 8(100 - 80

= 341 mm

8

)

2

Jarak poros untuk puli D2 ke D5 adalah 341 mm Ø

Perhitungan pulley dan sabuk D6 ke D7 (puli roll pengatatur) Dp =

d p .n1

=

65.60 20

n2

= 195 mm Diamater pulley D7 adalah 195 mm. Mencari panjang sabuk D6 ke D7 L

= 2.c +

p 1 (D p - d p )2 . (d p + D p ) + 2 4 .c

= 2.150 +

3,14 1 (195 - 65 . (65 + 195 ) + 2 4.150

)

2

= 736 mm Panjang sabuk D6 ke D7 adalah 613 mm panjang sabuk standar 737 mm. Mencari jarak antara dua poros b

= 2.L – 3,14.(D6+D7) = 2.737 – 3,14.(65+195) = 657 mm

b + b 2 - 8(D p - d p )

2

C=

=

8 657 + 657 2 - 8(195 - 60

)

2

8

= 150,2 mm Jarak poros untuk puli D6 ke D7 adalah 150,2 mm

6. Perhitungan ban berjalan

80 mm

400 mm

Gambar 4.20 Sistem mekanis ban berajalan Sumber Pegolahan Data, 2008

Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut : dp

: 80 mm

Dp

: 80 mm

n1

: 60 rpm (putaran puli penggerak)

n2

: 60 rpm

Mencari kecepatan V

=

p.n. D 60

=

3,14 . 60 . 80 60

= 251,2 mm/s = 0,25 m/s Dari perhitungan diatas didapatkan kecepan sabuk adalah 0,25 m/s Mencari panjang ban berjalan L = 2.c +

p 1 (D p - d p )2 . (d p + D p ) + 2 4 .c

= 2.450 +

3,14 1 (80 - 80 . (80 + 80) + 2 4.450

)

2

= 1151,2 mm ≈ 1152 mm Dari perhitungan diatas didapatkan panjang sabuk adalah 1152 mm.

7. Perhitungan kapasitas roll pengatur

Perhitungan ini digunakan untuk mengetahui hasil out put rancangan mesin emping jagung. Dimana kapasitas yang diharapkan melebihi kapasitas mesin lama. Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut : dp

: 3 cm r = 1,5 cm

t

: 1 mm (tebal plat pembagi)

nroll : 20 rpm (putaran roll pengatur)

s

:0,3(efisiensi jagung dalam silinder, angka di dapat dari percobaan)

M

: 0,51 gram (berat satu biji jagung basah)

Gambar 4.21 Roll pengatur

Sumber Pegolahan Data, 2008

a. Perhitungan volume roll pemipih V = π.r2.t V = 3,14.1,52 cm.20 cm V = 141,3 cm3 b. Perhitungan volume biji jagung Biji jagung yang akan dihitung diasumsikan berbentuk silinder mempunayai dimensi Jari – jari (r) = 0,5 cm Tinggi (t)

= 0,25 cm

Percobaaan yang dilakukan biji jagung yang mengisi tabung mempunyai efisiensi ( s ) = 0,3 dan berat satu biji jagung ( M ) = 0,51 gram. V = π.r2.t V = 3,14.0,52 cm.0,25 cm V = 0,196 cm3≈ 0,2 cm3 c. Perhitungan volume plat pembagi Roll pengatur berbentuk seperti baling – baling bagian tengahnya mempunyai sekat pembagi dari plat stainleessteel dengan ukuran Panjang ( P ) = 20 cm Lebar ( l )

= 1.5 cm

Tebal ( t )

= 0,1 cm

V = P.l.t V = 20 cm. 1,5 cm. 0,1 cm V = 3 cm3 d. Perhitunganvolume roll pengatur plat pembagi tiga. V = V rollpemipih – 3.Vplatpembagi V = 141,3cm3 - 3.3 cm3 V = 132,3 cm3 e. Perhitungan jumlah biji jagung dalm roll pengatur plat pembagi tiga. ∑ biji jagung =

Vroll pengatur V jagung

s

3 ∑ biji jagung = 132,3 cm3 0,3

0,2 cm

= 198 biji jagung f. Perhitungan out put ( K ) roll pengatur plat pembagi tiga K = å biji jagung .M .n.t K = 198.0,51 gr.20rpm.60 detik

K = 121,18 Kg/jam Keterangan : nroll = 20 rpm (jumlah putaran roll pengatur) t

= 60 detik (kapasitas perjam) Tabel 4.7 Kapasitas roll pengatur

Plat Volume Jumlah biji Kapasitas pembagi roll pengatur jagung kg/jam 3 132.3 198 121.18 4 1.9.3 194 118.7 5 126.3 189 115.94 Sumber: Data diolah, 2008

Dari perhitungan tabel 2.7 didapatkan kapasitas roll pengatur paling besar adalah 121.18 kg/jam dengan plat pembagi tiga. Maka dalam perancangan nanti akan menggunakan roll pengatur dengan plat pembagi tiga. 4.3 PERANCANGAN MESIN EMPING JAGUNG Gambar

rancangan

mesin

emping

jagung

dibuat

dengan

menggunakan software autocad 2007. Gambar rancangan dijelaskan melalui proyeksi dua dimensi dan tiga dimensi yaitu gambar tampak samping, gambar tapak depan, gambar tapak atas seperti terlihat pada dibawah ini :

4.3.1 Perancangan Rangka Mesin Emping Jagung. Perancangan yang harus dilakukan adalah pembuatan kerangka karena kerangka adalah tempat penumpu setiap komponen yang akan dipasang.

Gambar 4.22 Hasil perancangan rangka mesin tampak atas Sumber: Pegolahan Data, 2008

Gambar 4.23 Hasil perancangan rangka mesin tampak samping Sumber: Pegolahan Data, 2008

Perancangan rangka mesin menggunakan jenis baja ST 37 profil ”L” yang berukuran 40 x 40 x 3 mm. Mesin mempunyai dimensi 850 x 400 x 750 mm. Ukuran dimensi tersebut digunakan untuk menentukan potongan potongan baja profil ”L” yang nantinya akan disambung dengan bantuan las listrik.

4.3.2 Perancangan Roll Pengatur dan Bak Penampung 1. Rool pengatur Roll pengatur berfungsi untuk mengatur keluarnya biji jagung dari bak penampung. Roll ini akan berputar dan secara teratur mengambil biji jagung dan tuang di penampang satu.

Gambar 4.24 Hasil perancangan roll pengatur Sumber: Pegolahan Data, 2008

Perancangan roll pengatur terdiri dari poros dan plat pembagi. Poros menggunakan jenis baja karbon S30C dengan diameter 15 mm. Bagian ujung poros terdapat puli berdiamater 130 mm. Bahan yang digunakan untuk plat pembagi adalah stainleessteel dengan ketebalan 1 mm. Roll pengatur yang dipilih adalah roll plat dengan pembagi 3 dengan diameter 30 mm.

2. Bak penampung Bak penampung adalah wadah biji jagung yang akan di produksi yang kemuidian akan diambil oleh roll pengatur secara kotinyu.

Gambar 4.25 Hasil perancangan bak penampung tampak atas Sumber Pegolahan Data, 2008

Gambar 4.26 Hasil perancangan bak penampung tampak samping Sumber Pegolahan Data, 2008

Perancangan bak penampung menggunakan jenis plat stainleessteel dengan ketebalan 2 mm . Bak penampung mempunyai dimensi 500 x 400 x 300 mm. Bagian dalam bak penampung ditambah plat miring untuk mengatur biji jagung turun ke roll pengatur. Bagian paling bawah bak penampung diberi lubang dengan ukuran 20 x 2,5 mm yang berfungsi untuk masuknya jagung ke roll pengatur.

4.3.3 Perancangan Ban Berjalan Ban berjalan berfungsi sebagai lintasan biji jagung yang akan dipipihkan ke roll pemipih.

Gambar 4.27 Hasil perancangan ban berjalan Sumber Pegolahan Data, 2008

Gambar 4.28 Hasil perancangan ban berjalan Sumber Pegolahan Data, 2008

Perancangan ban berjalan terdiri dari poros, roll dan ban berjalan. Poros menggunakan jenis baja karbon S30C dengan diameter 15 mm. bagian ujung poros diberi dua puli dengan diameter masing – masing 100 mm dan 65 mm. Bahan roll menggunakan jenis pipa biasa tipe B dengan diameter 80 mm dengan ketebalan 2 mm. Bahan ban berjalan menggunakan jenis karet.

4.3.4 Perancangan Roll Pemipih Roll pemipih berfungsi untuk memipihkan biji jagung. Biji jagung yang dari ban berjalan akan jatuh ke roll, saat diroll biji jagung akan dipipihkan dengan gaya dari rool 1 dan rool 2.

Gambar 4.29 Perancangan roll pemipih Sumber Pegolahan Data, 2008

Gambar 4.30 Perancangan roll pemipih Sumber Pegolahan Data, 2008

Perancangan roll pemipih terdiri dari poros, roll pemipih dan plat miring. Poros yang digunakan jenis baja karbon S30C dengan diameter 15 mm dengan panjang poros pemipih I 485 mm dan poros pemipih II 450 mm. Masing - masing bagian ujung poros diberi puli dengan diameter 100 mm. Bahan roll pemipih menggunakan pipa stainleessteel dengan diameter 127

mm dengan tebal 3 mm roll pemipih ditutup menggunakan plat stainleessteel dengan tebal 5 mm. Biji jagung dari ban berjalan akan turun ke roll pemipih dengan bantuan plat miring yang menggunakan bahan stainleessteel dengan ketebalan 2 mm. 4.3.5 Hasil Rancangan Rangka Mesin Emping Jagung

Gambar 4.31 Hasil rancangan mesin emping jagung tampak atas Sumber: Pengolahan data, 2008

Gambar 4.33 Hasil perancangan mesin emping jagung tampak samping Sumber Pegolahan Data, 2008

Gambar 4.33 Perancangan mesin emping jagung 3D Sumber Pegolahan Data, 2008

4.4 PERHITUNGAN BIAYA Biaya pembuatan mesin emping jagung terdiri dari biaya pembuatan biaya, bahan baku, dan biaya hak paten mesin emping jagung. Rincian biaya proses produksi mesin jagung adalah sebagai berikut. 4.4.1 Perhitungan Biaya Mesin Emping Jagung Perancangan menggunakan Bill of Material (BOM) adalah untuk mengetahui kebutuhan material yang menyusun terbentuknya suatu produk. Berikut ini dijelaskan gambar Bill of Material dari perancangan mesin emping jagung, yaitu sebagai berikut :

Mesin Emping Jagung

Bagian Mekanis

Bagian Rangka

Bak penampung (1) Mur dan Baut (26) Dudukan motor (1) Pilo block (12)

Motor (1) Poros (5) Pasak (6)

Penampang 1 (3)

Bantalan (12) Sabuk (5)

Puli (6)

Ban Berjalan (1) Roll Pemipih (2) Roll Pengatur (1)

Gambar 4.34 BOP mesin emping jagung Sumber Pegolahan Data, 2008

1. Bagian rangka Rangka yang dibuat mampu menahan beban sebesar 15 kg. Material yang digunakan untuk membuat rangka adalah baja ST 37 profil ”L” yang berukuran 40 x 40 x 3 mm. Mesin mempunyai dimensi 850 x 400 x 750 mm. a. Bak penampung Bak penampung adalah wadah untuk menenampung biji jagung sebelum dipipihkan. Bahan bak penampung terbuat dari plat stainlees steel dengan tebal 1.5 mm. b. Mur dan baut Mur dan dan baut digunakan untuk mengunci pilo block dan sebagai pengatur roll pemipih. Adapun baut yang digunakan adalah baut M 10 dan M 12 yaitu baut dengan lubang kunci 10 mm dan 12 mm. c. Dudukan Motor Dudukan motor adalah tempat bertumpunya motor yang nantinya motor dan dudukan ini akan satukan dengan cara dibaut. Bahan dudukan yang digunakan adalah plat baja ST 37 dengan ketebalan 1 cm. d. Pilo block

Berfungsi sebagai tempat rumah bantalan yang ditempelkan kebagian rangka mesin. Pilo block dapat dibeli dipasaran yang sesuai dengan diameter bantalan biasanya terbuat dari alumunium. e. Penampang Plat penampang berfungsi sebagai lintasan biji jagung dari roll pengatur dan yang akan menuju ke roll pemipih. Bahan yang digunakan adalah plat stainles steel dengan ketebalan 1mm. 2. Bagian Penggerak a. Motor Motor gear yang digunakan mempunyai spesifikasi tegangan 110 V/ 50 HZ, daya 120 watt dan putaran motor 75 RPM. b. Poros Bahan poros yang digunakan adalah jenis baja karbon S30C dengan diameter 15 mm. c. Pasak Pasak

adalah

pengunci

poros

dengan

puli

berbentuk

balok

mempunyai ukuran 5 x 5 x 15 mm bahan pasak yang digunakan jenis S35C. d. Bantalan Bantalan yang digunakan adalah bantalan roda radial alur No. Bantalan 6002 jenis terbuka dengan diameter dalam 15 mm, diameter luar 32 mm dan tebal bantalan 9 mm. e. Sabuk Sabuk yang digunakan adalah sabuk V tipe A dengan ukuran 12,5 x 9,0 mm. f. Puli

Bahan puli yang direncanakan adalah jenis alumunium karena memiliki kelebihan ringan dan dapat mengurangi beban. g. Ban Berjalan Bahan ban berjalan terbuat dari karet alami yang bagian dalamnya ada serat benang. Ukuran ban berjalan yang digunakan mempunyai panjang 1152 mm, lebar 40 mm dan tebal 3 mm. h. Roll pemipih Bahan roll pemipih terbuat dari stainlees steel berbentuk silinder berongga dengan diameter 12,7 mm. i. Roll Pengatur Perancangan roll pengatur terbuat dari bahan besi pejar berbentuk silinder dengan proses pengerjaannya dengan menggunakan mesin frais. Perhitungan biaya perancangan mesin emping jagung dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Biaya Bahan Baku Biaya bahan baku adalah biaya pembelian komponen – komponen yang dibutuhkan mesin emping jagung. Sumber harga bahan baku yang didapat dari pasar wesi balapan. Adapun rincian dari biaya bahan baku dijelaskan pada tabel 4.8 dibawah ini

Tabel 4.8 Biaya bahan

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Komponen Jumlah Harga Plat L Siku 8m Rp 13.500 Motor gear 120 watt 1 Rp 500.000 Sabuk 5 Rp 15.000 Puli 10 Rp 25.000 Ban berjalan 1 Rp 200.000 Plat stainlees steel 2,5 kg Rp 25.000 Plat I 4 kg Rp 25.000 Roll stainlees steel 3 kg Rp 75.000 2 kg Roll ban berjalan Rp 50.000 Besi poros 6 kg Rp 25.000 12 Bantalan Rp 15.000 Besi pasak 0.25 m Rp. 30.000 12 Pilo block Rp. 15.000 Baut 26 Rp. 1.000 TOTAL

Total Rp 108.000 Rp 500.000 Rp 75.000 Rp 250.000 Rp 200.000 Rp 62.500 Rp 100.000 Rp 225.000 Rp 100.000 Rp 150.000 Rp 180.000 Rp. 7.500 Rp. 180.000 Rp. 26.000 Rp. 2.164.000

Sumber: Data diolah, 2008

Biaya total pembelian bahan baku mesin emping jagung sebesar Rp 2.164.000,2. Biaya pembuatan Biaya pembuatan adalah semua biaya yang dikeluarkan untuk membayar jasa pembuatan dibengkel. Sumber biaya pengerjaan didapat dari bengkel Apolo beralamatkan diNusukan. Adapun rincian dari biaya pembuatan dijelaskan pada tabel 4.9 dibawah ini Tabel 4.9 Biaya pemakaian mesin dan biaya operator No Jenis Mesin

Waktu

Pemakaian 1 Mesin Bubut 3 jam 2 Mesin Frais 3 jam 3 Mesin Las 5 jam 4 Mesin Bor 3 jam 5 Mesin Gerida 4 jam 6 Finising 6 jam

Sewa Mesin

Biaya

Total

(/jam) Rp 15.000 Rp 15.000 Rp 15.000 Rp 15.000 Rp 10.000 Rp 10.000

Operator Rp 30.000 Rp 30.000 Rp 30.000 Rp 30.000 Rp 20.000 Rp 20.000

Biaya Rp 75.000 Rp 75.000 Rp 105.000 Rp 75.000 Rp 60.000 Rp 80.000 Rp 470.000

Sumber: Data diolah, 2008

Biaya total pembuatan mesin emping jagung sebesar Rp 470.000,3. Biaya hak paten

Biaya pembuatan ide yang dipatenkan adalah nilai jual dari pemikiran kita dan hak yang harus dihargai, salah satunya dengan uang. Dalam perancangan ini biaya untuk membuat hak paten adalah Rp 1.500.000. 4. Biaya total perancangan Sehingga biaya yang diperlukan dalam pembuatan adalah : Biaya total = Biaya bahan baku + pembuatan Biaya pembutan + Biaya hak paten = Rp 2.164.000 + Rp 470.000 + Rp. 1.500.000 = Rp 4.134.000,-

BAB V ANALISIS DAN INTERPRESTASI HASIL Pada bab ini akan dilakukan analisis dan interpretasi hasil penelitian yang telah dikumpulkan dan diolah pada bab sebelumnya. Analisis dan interprestasi hasil tersebut akan diuraikan dalam sub bab dibawah ini. 5.1 ANALISIS Pada sub bab ini akan diuraikan mengenai analisis mesin emping jagung awal, analisis hasil Perancangan mesin emping jagung baru, analisis kapasitas dan waktu, analisis pemasaran dan analisis aspek ekonomi. 5.1.1 Analisis Mesin Emping Jagung Awal Mesin emping jagung yang digunakan sampai saat ini masih mempunyai kekurangan pada saat proses produksi. Kekurangan mesin emping jagung selama proses produksi adalah operator selalu berada disamping mesin dengan aktivitas memasukkan biji jagung ke bak penampung dengan cara biji jagung disebarkan menggunakan tangan sedikit demi sedikit. Apabila operator memasukkan biji jagung terlalu banyak di bak penampung maka biji jagung akan bertumpukkan mengakibatkan roll

berhenti dan mengakibatkan arus pendek, emping jagung yang sudah keluar dari roll masih ada yang lengket satu sama lain. Mesin emping jagung dalam 1 hari beroperasi selama 4 jam dapat memproduksi 190 kg atau dalam 1 jam menghasilkan 48 kg. Satu kali siklus proses produksi biji jagung menjadi emping jagung ada tujuh kegiatan masing – masing kegiatan mempunyai waktu yang berbeda – beda, waktu yang dibutuhkan setiap proses adalah sebagai berikut : 1. Analisis proses penakaran Kegiatan penakaran adalah memindahkan biji jagung ke panci perebusan dengan menggunakan alat takar 1 kg. Satu kali proses penakaran diambil biji jagung sebanyak 31,25 kg. Waktu yang dibutuhkan untuk proses penakaran adalah 1 menit 14 detik. 2. Analisis proses perebusan Proses perebusan adalah lamanya biji jagung direbus dalam panci dengan berat 31,25 kg yang nantinya jika sudah matang beratnya menjadi 50 kg. Waktu yang dibutuhkan untuk merebus biji jagung sampai matang adalah 52 menit 15 detik. 3. Analisis proses pentirisan Proses pentirisan adalah pengangkatan 50 kg biji jagung yang sudah matang dari panci fungsinya adalah memisahkan biji jagung dan air. Waktu yang dibutuhkan untuk proses pentirisan adalah 2 menit 12 detik. 4. Analisis proses pemipihan Proses pemipihan adalah proses pembuatan emping jagung dengan menggunakan mesin. Biji jagung yang sudah direbus dimasukkan sedikit demi sedikit kebak penamapung selanjutnya biji jagung akan dipipihkan dengan roll. Waktu yang dibutuhkan untuk proses pemipihan 50 kg biji jagung adalah 1 jam 3 menit 11 detik.

5. Analisis proses pengeringan Proses pengeringan dilakukan dengan penjemuran emping jagung dengan bantuan sinar matahari, waktu yang dibutuhkan dalam proses pengeringan adalah 2 jam. 6. Analisis proses penggorengan Emping jagung yang sudah dikeringkan selanjutnya digoreng sampai

matang.

Dalam

satu

proses

penggorengan

waktu

yang

dibutuhkan 1 jam 05 menit. 7. Analisis proses pengemasan Tahap terakhir dari pembuatan emping jagung adalah proses pengemasan, yaitu emping jagung dimasukkan kedalam kemasan plastik dan ditimbang, satu kemasan mempunyai berat 150 gr. Waktu yang dibutuhkan untuk pengemasan adalah 54 menit 10 detik. Waktu yang dibutuhkan untuk satu kali siklus proses produksi biji jagung menjadi emping jagung dari proses diatas membutuhkan waktu 5 jam 58 menit 02 detik. 5.1.2 Analisis Hasil Rancangan Mesin Emping Jagung Dengan Sistem Roll Pengatur. Persamaan dari mesin lama dan mesin baru dalam perancangan mesin emping jagung adalah dalam proses pemipihan masih menggunakan roll pempipih. Hasil rancangan mesin emping jagung dengan menggunakan sistem roll pengatur proses kerjanya lebih cepat dan biji jagung yang keluar lebih teratur sehingga tidak menghambat putaran roll pemipih. Hasil rancangan roll pengatur ini dapat menggantikan aktivitas operator yang sebelumnya selalu berada di samping mesin. Dengan menggunakan proses produksi yang sama dengan mesin lama waktu yang dibutuhkan untuk membuat emping jagung dengan berat 48 kg adalah 5 jam 19 menit 51 detik.

Dibandingkan dengan mesin lama, perancangan mesin baru memiliki kelebihan dalam hal jumlah kapasitas sehingga dapat mempengaruhi waktu saat proses produksi. Diharapkan hasil perancangan mesin emping jagung dapat membantu kerja operator dan mengurangi biaya operasional pembutan emping jagung. 5.1.3 Analisis Kapasitas dan Waktu. Kapasitas emping jagung dengan menggunakan mesin lama adalah 48 kg/jam dan waktu yang dibutuhkan untuk membuat emping jagung adalah

5 jam 58 menit 02 detik. Sedangkan untuk mesin baru dengan

proses produksi yang sama dengan mesin lama waktu yang dibutuhkan untuk membuat emping jagung dengan berat 48 kg adalah 5 jam 19 menit 51 detik. Dengan menggunakan mesin baru waktu prosesnya lebih cepat hingga 35 menit dan out put mesinnya mencapai 121 kg/jam. 5.1.4 Analisis Pemasaran Dari segi pemasaran, industri makanan ringan emping jagung memiliki nilai prospektif yang tinggi. Produk emping jagung banyak ditemui ditokotoko dan bahkan supermarket. Dari hasil pengamatan, belum banyak terdapat produsen di Solo yang memproduksi emping jagung. Terhitung hanya di wilayah Lawehan dan Kartasura yang merupakan produsen lokal. Sehingga peluang untuk menguasai market dari bisnis usaha makanan ringan di kota Solo dan sekitarnya masih berpotensi. Perancangan mesin emping jagung memiliki kapasitas 6000 kg/bulan. Mesin jagung sebelumnya hanya mampu memproduksi dengan kapasitas 1000 kg/bulan. Kapasitas dengan mesin jagung lama hanya mampu melayani permintaan yang ada (maka to order), namun dengan perancangan mesin baru yang memiliki kapasitas lebih besar maka selain memenuhi permintaan yang ada juga dapat menyimpan hasil produksi untuk

dipasarkan ke area lebih luas (make to stock). Dengan area pemasaran lebih luas maka akan dapat memdapatkan keuntungan yang lebih besar. 5.1.5 Analisis Aspek Ekonomi Analisis aspek ekonomi yang dilakukan yaitu biaya total perancangan mesin emping jagung dan biaya yang dikeluarkan untuk membuat emping jagung yang nantinya digunakan untuk menentukan perhitungan analisa titik impas (BEP) yang dijelaskan dibawah ini : 1. Perhitungan alat pemipih, a. Invetasi mesin b. Kapasitas mesin

= Rp 4.134.000 = 4 jam kerja x kapasitas per jam = 4 jam x 121 kg = 484 kg

c. Biaya biji jagung

= Kapasitas mesin x Harga biji jagung per kg = 484 x Rp 4000/kg = Rp 1.936.000

d. Biaya kemasan

=

Kapasitas mesin x biaya kemasan plastik Berat setiap kemasan

=

484 kg x Rp 600 0.15kg/kemasan

= 3226 x Rp 600 = Rp 1.935.600 e. Biaya tenaga kerja

= 4.Biaya operator = Rp (4).20.000 = Rp 80.000

f. Biaya total per hari

= Biaya biji jagung + Biaya kemasan + Biaya tenaga kerja = Rp 1.936.000 + Rp 1.935.600 + Rp 80.000

= Rp 3.951.600 2. Perhitungan biaya variabel pembuatan emping jagung per kg ( VC1 ). Data ini diuraikan dengan menghitung ongkos variabel untuk membuat emping jagung dengan menggunakan persamaan di bawah ini. VC1 = =

Biaya pembuatan emping jagung Kapasitas mesin

Rp 3.951.600 484

= Rp 8.164 Hasil perhitungan ongkos variabel untuk membuat emping jagung sebesar Rp 8.164/kg,3. Perhitungan BEP Perhitungan analisa titik impas dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan seperti di bawah ini: BEP =

Biaya pembuatan mesin (Harga jual emping jagung/kg - Ongkos Variabel/kg)

=

Rp 4.134.000 (Rp 20.000 - Rp 8.164)

=

Rp 4.134.000 (Rp 11.836

= 349 kg Perancangan mesin emping jagung mempunyai kapasitas 484 kg/hari. Sehingga dari perhitungan di atas dapat diketahui nilai titik impas adalah sebesar 349 kg atau 0.73 = 1 hari. Jadi rancangan mesin emping jagung ini mempunyai nilai titik impas yang sangat tinggi dimana dalam satu hari biaya pembuatan mesin sudah tertutup oleh laba penjualan emping jagung.

5.2 INTERPRESTASI HASIL Interprestasi hasil perancangan mesin emping jagung dengan system roll pengatur mampu mempercepat waktu produksi pemipihan biji jagung. Selain itu hasil rancangan mesin baru mampu memberikan out put yang lebih besar dari mesin lama. Hasil perancangan yang menggunakan roll pengatur mampu mengambil biji jagung dari bak penampung secara teratur sehingga dapat menggantikan kerja operartor mesin lama. Hasil perancangan mesin emping jagung dalam 1 jam mampu memipihkan biji jagung 121 kg/jam. Waktu yang diperoleh dari perbandingan mesin lama dan mesin baru mempunyai selisih waktu 35 menit. Hasil kapasitas yang besar harus diimbangi juga dengan perluasan pemasaran produk.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini akan diuraikan mengenai kesimpulan dan saran berdasarkan hasil yang telah diperoleh dalam penelitian.

6.1 KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini, yaitu: 1. Rancangan mesin emping jagung dengan sistem roll pengatur yang dapat bekerja secara kontinyu, sehingga memberikan kemudahan dalam proses pemipihan biji jagung. 2. Rancangan mesin emping jagung dengan sistem roll pengatur dapat meningkatkan out put mesin emping jagung hingga 121 kg/jam. 3. Rancangan mesin emping jagung dengan sistem roll pengatur dapat meningkatkan waktu proses produksi hingga 35 menit. 6.2 SARAN

Saran yang dapat penulis berikan berhubungan dengan pengoperasian mesin pemipih jagung ini adalah sebagai berikut : 1

Agar proses kerja alat dapat bekerja dengan baik maka perlu perawatan mesin secara rutin (sehabis proses pemipihan) dan berkala setiap 1 minggu sekali. Bagian yang membutuhkan perawatan rutin adalah membersihkan bak penampung, roll pengatur, ban berjalan dan roll pemipih perawatan ini akan mengurangi korosi dan tetap membuat mesin stiril. Bagian mesin yang membutuhakan perawatan berkala adalah pemberian pelumas dibagian bantalan.

2

Diharapkan untuk penelitian selanjutnya untuk mesin industri kecil rumahan sebaiknya mesin mempunyai fungsi lebih dari satu. Hasil perancangan mesin pemipih emping jagung sebenarnya juga bisa digunakan untuk memipihkan biji melinjo dengan melakukan modifikasi puli dan roll pengaturnya.

DAFTAR PUSTAKA

Bridger, R.S. 1995. Introduction to Ergonomics. New York: McGraw-Hill Book Company Dobrovotsky; V. 2002.Machine Elements. Peace Publishers, Moscow Khurmi, R.S dan J.K Gupta. 2002. A Text Book of Machine Design. Eurasia Publishing House (Pvt) Ltd, New Delhi. Nurmianto, Eko. 1996. Ergonomi Konsep Dasar dan Aplikasinya. Guna Widya, Surabaya. Panero, Julius, dan Zelnik, Martin. 2003. Dimensi Manusia dan Ruang Interior. Erlangga, Jakarta.

Sato; G. Takeshi. 2000. Menggambar mesin menurut standar ISO, Cetakan ke -9. PT. Pradnya Paramita, Jakarta Suga; Kiyokatsu, Soelarso. 2002. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Edisi ke -10. PT. Pradnya Paramita, Jakarta Tarwaka, Solichul Bakri, Lilia Sudiajeng. 2004. Ergonomi untuk Keselamatan. Kesehatan Kerja dan Produktifitas. Uniba Press, Surakarta. Walpole, Ronald. E. 1993. Pengantar Statistika. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Wignjosoebroto, Sritomo. 2003. Ergonomi Studi Gerak dan Waktu. Guna Widya, Surabaya. www.msmotorgear.china.com. [12 Agustus 2008].

LAMPIRAN 1

L1.1 Data uji penekanan biji jagung basah. L1.2 Data penimbangan biji jagung basah L1.3 Data antropometri tinggi siku berdiri pekerja dan warga sekitar Industri Pemipih Emping Jagung.

L1.1 Data uji desak biji jagung basah.

No Hasil(Kg) No Hasil(Kg) No Hasil(Kg) 1

1.1

11

0.9

21

1.1

2

1

12

1

22

1

3

1

13

0.9

23

0.9

4

1.2

14

1

24

1

5

1.1

15

1

25

0.9

6

1

16

0.9

26

1.2

7

1

17

1

27

1

8

1.2

18

1

28

1

9

1.1

19

1.2

29

0.9

10

1.2

20

1.1

30

0.9

Sumber: Observasi Lapangan 2008

L1.2 Data penimbangan biji jagung basah No Berat(gr) No Berat(gr) No Berat(gr) 1

0.53

11

0.39

21

0.41

2

12

0.49

22

0.55

3

0.49 0.56

13

0.39

23

0.58

4

0.68

14

0.39

24

0.65

5

0.51

15

0.51

25

0.67

6

0.44

16

0.53

26

0.63

7

0.4

17

0.42

27

0.43

8

0.48

18

0.48

28

0.47

9

0.52

19

0.64

29

0.53

10

0.49

20

0.48

30

0.41

Sumber: Observasi Lapangan 2008

L1.3 Data antropometri tinggi siku berdiri pekerja dan warga sekitar Industri Pemipih Emping Jagung.

Data Ke-

TSB

Data Ke-

TSB

Data Ke-

TSB

Data Ke-

1

102

11

95.2

21

100.7

31

100

2 3

100 99.6

12 13

104.3 106

22 23

99.5 104.6

32 33

103.2 103.9

4

101

14

95

24

97.3

34

96

5 6

99.4

15 16

102.6 100.5

25 26

100.8 103

35 36

101

17

97

27

37 38

96

39 40

104 102.3

7

97 102

8

101.1

18

103

28

106 99

9 10

101.5 103.5

19 20

102.2 96

29 30

105 98

TSB

101 104.6

Sumber: Observasi Lapangan 2008

LAMPIRAN 2 L2.1

Tabel nilai baja profil L

L2.2

Tabel baja kontruksi umum

L2.3

Tabel kekuatan material

L2.4

Tabel spesifikasi motor gear

L2.5

Tabel kekuatan tarik baja karbon untuk poros

L2.6

Ukuran Standar Pasak

L2.7

Tabel ukuran pulley-V

L2.8

Tabel standart panjang sabuk-V

L2.9

Tabel AWS A5. 1-64 T (pemakaian elektroda)

L2.1 Tabel nilai-nilai baja profil L

Sumber: Heinz Frick (2004: 476)

L2.2 Tabel baja kostruksi umum menurut DIN 17100

Sumber: Nieman (1974:96)

L2.3 Tabel kekuatan material

Sumber: Taib Sutan Sati (1999: 113)

L2.3 Tabel kekuatan material

L2.5 Tabel baja karbon untuk Poros Standar dan macam

Lamban g

Perlakuan panas

Baja karbon konstruksi mesin (JIS G 4501)

S30C S35C S40C S45C S50C S55C

Penormala n Penormala n Penormala n Penormala n Penormala n Penormala n

Kekuata n tarik (kg/mm2 ) 48 52 55 58 62 66

Keterangan

Batang baja yang difinis dingin

S35C-D S45C-D S55C-D

-

Sumber: Sularso dan Kiyokatsu Suga (1991:3)

L2.6 Ukuran Standar Pasak

53 60 72

Ditarik dingin, digerinda, dibubut atau gabungan hal-hal tersebut

Sumber: Sularso dan Kiyokatsu Suga (1991:3)

L2.7 Tabel ukuran pulley-V

Sumber: Sularso dan Kiyokatsu Suga (1991:166)

L2.8 Tabel panjang sabuk-V standar

Sumber: Sularso dan Kiyokatsu Suga (1991:168)

LAMPIRAN 3 L3.1 OPC pembuatan emping jagung mesin lama. L3.2 OPC pembuatan emping jagung mesin baru. L3.3 OPC pembuatan mesin emping jagung. L3.4 Ketarangan gambar mesin emping jagung

L3.1 OPC pembuatan emping jagung mesin lama.

PETA PROSES OPERASI (MESIN LAMA) : : : :

NAMA OBYEK NOMOR PETA DIPETAKAN OLEH TANGGAL DIPETAKAN

EMPING JAGUNG 1 NIKODIMOS 29 DES 2008

Biji Jagung

0:01:14

O-1

Ditakar (Penakar, Panci)

0:52:15

O-2

Direbus (Panci, Tungku, Air)

0:02:12

O-3

Ditiriskan (Ember, Pentiris )

1:03:11

O-4

Dipipihkan (Mesin emping jagung)

2:00:00

O-5

1:05:00

Dijemur (Tampah)

O-6

Digoreng (Wajan, kompor, )

O-7

Dikemas (penakar, timbangan)

Bungkus plastik

0:54:10 Ringkasan Kegiatan Jumlah Operasi Pemeriksaan Total

Waktu 5:58:02 5:58:02

L3.2 OPC pembuatan emping jagung mesin baru.

PETA PROSES OPERASI (MESIN BARU) : : : :

NAMA OBYEK NOMOR PETA DIPETAKAN OLEH TANGGAL DIPETAKAN

EMPING JAGUNG 2 NIKODIMOS 29 DES 2008

Biji Jagung

0:01:14

O-1

Ditakar (Penakar, Panci)

0:52:15

O-2

Direbus (Panci, Tungku, Air)

0:02:12

O-3

Ditiriskan (Ember, Pentiris )

0:25:00

O-4

Dipipihkan (Mesin emping jagung)

2:00:00

O-5

1:05:00

Dijemur (Tampah)

O-6

Digoreng (Wajan, kompor, )

O-7

Dikemas (penakar, timbangan)

Bungkus plastik

0:54:10 Ringkasan Kegiatan Jumlah Operasi Pemeriksaan Total

Waktu 5:19:51 5:19:51

L3.3 OPC pembuatan mesin emping jagung.

L3.4 Ketarangan gambar mesin emping jagung